临床、畜牧业和养殖业对抗生素的滥用导致我国食源性细菌耐药问题日益严重。快速、便携的检测方法是从源头控制食源性耐药细菌的传播,保证人类健康的重要举措之一。电化学方法具有快速、灵敏、低成本和易微型化等特点,为有效检测方法的发展提供了技术支撑。本文基于细菌能量代谢过程中的电子传递理论,引入亚甲基蓝作为氧化还原探针,研究了亚甲基蓝在食源大肠杆菌活体中的电化学特性,通过获取活体传感电化学信号,为构建快速、便携、低能耗和低成本的食源细菌耐药性快速检测电化学系统提供理论依据。首先,优化了亚甲基蓝的电化学特性测定条件。采用循环伏安法(CV)和方波伏安法(SWV)扫描亚甲基蓝在不同工作电极(金电极和玻碳电极)、不同扫速(0.025、0.05和0.1 V/s)下的CV/SWV曲线,探讨了溶解氧对测试的影响,进而构建了亚甲基蓝浓度与CV/SWV峰值电流的相关关系曲线。结果表明:亚甲基蓝在玻碳电极上是不可逆的氧化还原反应。CV扫速为0.05V/s、工作电极为玻碳电极且除氧的条件下,可以获得较优CV/SWV电信号。在0.1～0.5mmol/L的范围内,CV和SWV峰值电流与亚甲基蓝浓度均呈正相关,回归方程分别为:Y =-15.447X-0.641,R2=0.9996 和Y =-101.159-1.035,R2=0.9986。第二,探究了亚甲基蓝在大肠杆菌ATCC 25922活体中的电化学特性。分别采用CV法和SWV法分析了亚甲基蓝在添加了大肠杆菌ATCC 25922活体后电化学信号的变化,并进一步探讨了不同作用时间以及溶解氧对其电信号的影响。构建了大肠杆菌ATCC 25922浓度与CV/SWV峰值电流的相关关系曲线。结果表明:细菌呼吸作用会还原溶液中的亚甲基蓝,导致CV/SWV峰值电流随作用时间的延长而持续下降,并在8 min时达到稳态,除去溶解氧会加速这一过程。在1.7～8.7× 1 08 CFU/mL范围内,大肠杆菌ATCC 25922浓度与CV/SWV峰值电流呈良好线性关系,回归方程分别为:Y = 0.256X-3.773,R2=0.9945和Y= 1.909X-23.915,R2=0.9942,SWV法较CV法更灵敏且稳定。电化学方法能准确灵敏地检测细菌呼吸作用引起的溶液中亚甲基蓝浓度的变化,为后续研究提供了理论依据。第三,研究了亚甲基蓝在食源大肠杆菌耐药分离株中的电化学特性,并探究了电化学快速药敏试验的可行性。采用SWV法研究了亚甲基蓝与分离株不同作用时间的电化学信号变化,分析添加环丙沙星后敏感菌株和耐药菌株电化学信号变化的不同,并引入%RA值作为电化学方法检测细菌呼吸活性,参考临床和实验室标准协会(CLSI)制定的药敏试验标准,初步建立了电化学快速药敏试验体系。结果表明:运用建立的电化学药敏试验方法检测5种食源性大肠杆菌对3种抗生素的药物敏感性,选定75的%RA值作为判断细菌敏感和耐药的阈值,能够得到与纸片扩散法结果相符的药敏试验报告,而纸片扩散法报告结果需18 h,本法仅需2 h,为今后快速药敏试验方法的研究提供了理论基础。