NMR纳米传感器制备工艺优化及其在沙门氏菌快速检测中的应用

• 作 者: 邹灯超
• 出 处: 南昌大学
• 发表日期: 2020年02期
• 关键词: 磁性纳米颗粒 核磁共振 传感器 沙门氏菌

沙门氏菌（Salmonella）是常见的食源性致病菌,对人类健康有严重的危害,而传统培养法、免疫学法和分子生物学法已经无法满足人们对食品中致病菌快速检测的需求,故建立高效、快速的检测方法具有重要意义。磁性纳米颗粒在接近共振的水质子时,能有效改变质子所处的局部磁场,缩短水质子的横向弛豫时间T₂。同时,纳米颗粒表面还有丰富的功能基团,在偶联剂EDC/NHSS的作用下,纳米颗粒共价偶联沙门氏菌特异性抗体从而具备靶向性。本研究拟以修饰有特异性抗体的磁性纳米颗粒作为探针和弛豫信号转换的媒介,同时结合NMR技术构建一套全新的NMR纳米传感器对沙门氏菌进行快速检测。各章节内容分述如下:第一章:介绍沙门氏菌的生物学特性、致病性及其与食品安全相关的事件,简要介绍了纳米颗粒基本组成和基于纳米技术、免疫技术和核磁共振技术的NMR传感器在生物样品快速检测中的研究进展。第二章:不同种类NMR纳米探针制备及其表征。为了比较不同修饰方法制备的NMR纳米探针对NMR传感器核磁信号输出的影响,故采用EDC/NHSS法分别合成Fe₃O₄ MNP-Antibody、Fe₃O₄ MNP-SA和Fe₃O₄ MNPC-SA探针。DLS的数据显示,与裸磁珠相比,Fe₃O₄ MNP-Antibody和Fe₃O₄ MNP-SA探针的水化粒径分别增加了29 nm和12 nm,表明抗体和SA已经成功修饰到纳米颗粒表面。利用PLL制备纳米粒子簇时,最佳的PLL的添加量为8μg。通过EDC/NHSS法将SA修饰到纳米粒子簇上时,纳米粒子簇的水化粒径增加了118 nm,Zeta电位由-30.57 mV增加到-25.63 mV,表明SA已经成功修饰到纳米粒子簇表面。通过对纳米颗粒进行弛豫分析,发现构建的纳米粒子簇由于粒径太大而使得通过的水质子存在“扩散受限”的现象,即对水质子横向弛豫时间的影响能力降低。第三章:基于纳米颗粒磁学信号的NMR纳米传感器快速检测沙门氏菌。以酶标板为固相载体,同时结合Elisa中的双抗夹心法固定目标菌和磁性纳米探针,然后在洗脱剂的作用下将纳米探针洗脱下来,通过测定洗脱液的NMR信号对目标菌进行快检测。通过优化,得到最佳的参数:包被抗体0.5μg/mL、生物素化抗体0.5μg/mL、磁珠使用量为10μg、孵育时间30 min、最佳的洗脱剂为甘氨酸-HCl（0.05 M,pH=2.6）。在最优的参数下,该NMR纳米传感器能在150 min对沙门氏菌进行有效检测,检测限为10⁵CFU/mL,有很好的特异性且能应用于实际牛奶样品中检测,是一种非常有潜力的快速检测方法。