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近些年,食源性疾病的爆发呈增长趋势,由于食源性疾病的高爆发率,食源性致病菌在世界范围内都造成了巨大的威胁。因此为了保证食品安全,发展快速、准确和方便的食源性致病菌检测技术成为了当前研究的热点。 在本研究中,我们构建了一种基于纳米粒子催化信号放大的传感器,实现了可视化检测食源性致病菌。在此工作中,万古霉素被用来作为第一个分子识别探针去捕获致病菌。万古霉素是一种广谱糖肽抗生素,可以特异性识别革兰氏阳性菌,它的识别机制是通过五点氢键牢固的锚定在革兰氏阳性菌的细胞壁上,作用位点是万古霉素上的七肽骨架和细菌细胞壁上N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡糖肽的D-丙氨酰-D-丙氨酸基团。同时,本实验构建了基于四氧化三铁纳米粒子的信号探针,利用四氧化三铁纳米粒子修饰上特异性的适配体,可以特异性识别待检测菌,当万古霉素和适配体同时识别在致病菌不同的位点上,“三明治”识别结构形成,并展现出良好的特异性。由于四氧化三铁纳米粒子具有类酶活性,加入的显色底物后,在四氧化三铁纳米粒子的催化下产生颜色,从而可以通过比色可视化检测食源性致病菌。 为了进一步提高传感器的灵敏度,实验设计了四氧化三铁纳米粒子簇探针。本方案利用多聚赖氨酸每个重复单位具有一个氨基基团的特点,交联单独的四氧化三铁纳米粒子形成四氧化三铁纳米簇。该纳米簇探针与特异性适配体探针进行标记,从而得到四氧化三铁纳米簇的信号探针。此四氧化三铁纳米簇探针具有三个功能:识别、可视化和信号放大。实验结果显示,与单体的四氧化三铁纳米粒子相比,四氧化三铁纳米簇由于聚集效应具有更高的酶催化活性,纳米簇催化显色底物产生的吸收强度及颜色的变化代表细菌浓度的变化。以单增李斯特检测为例,基于四氧化三铁的纳米簇催化信号扩增的检测方案获得的最低检测限为5.4×103 cfu/mL,线性范围为5.4×103-108 cfu/mL,灵敏度比基于四氧化三铁单体纳米粒子的检测方法高两个数量级。实验构建的基于四氧化三铁纳米粒子簇催化信号放大的生物传感平台用于食源性致病菌的检测有如下的一些优点:如高灵敏度,宽线性,简单易行的操作,检测时间较短并且成本较低。并且,万古霉素及适配体识别食源性致病菌形成的“三明治”模式具有良好的特异性。此方法为食源性致病菌的检测提供了一个新的思路,具有应用于食源性致病菌现场检测的潜能。