基于信号放大的阪崎肠杆菌电化学适体传感器研究

来源 :陕西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhuhao0000
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
阪崎肠杆菌,是一种重要的克罗诺杆菌属,能够引起各种感染疾病,尤其是对于新生儿来说,容易引起严重的致死疾病。研究发现,婴幼儿配方奶粉为新生儿感染阪崎肠杆菌的主要来源。因此,对阪崎肠杆菌进行快速特异检测是防止食品安全事件发生的重要途径。近年来,电化学传感器与其它学科结合,能够快速、准确、直接检测目标物质,在各个领域得到了广泛的应用。本研究基于适体的特异性识别功能,与氧化石墨烯、酶切以及杂交链式反应放大信号技术结合,设计了三种应用性能更强的电化学适体传感器用于定量、更灵敏、更加便捷地直接检测阪崎肠杆菌。这不仅能监控和预防阪崎肠杆菌的污染,也能为其它致病菌提供新的检测策略。本文主要研究内容如下:1.构建了一种基于核酸外切酶Ⅰ的信号减弱型阪崎肠杆菌电化学适体传感器方法,实现对羊奶粉中阪崎肠杆菌的快速检测。在24℃ 下,将修饰了巯基化DNA链S1的金电极在含有亚甲基蓝(MB)标记的适体链(Apt)溶液中进行孵育,使S1与Apt结合形成DNA双链结构。在有阪崎肠杆菌存在的情况下,将修饰了 DNA双链的电极在含有阪崎肠杆菌和核酸外切酶Ⅰ(ExoⅠ)的混合溶液中孵育一段时间,此时,阪崎肠杆菌与适体链特异性结合并将其带离电极表面,电化学响应信号减弱。在Exo Ⅰ的作用下,适体链被剪切,释放的阪崎肠杆菌再次带离电极表面的适体链,从而放大了电化学响应信号。同时对试验过程中的孵育温度、适体链的孵育时间、目标菌的孵育时间以及ExoⅠ浓度等检测条件进行了优化。在最佳检测条件下,所构建的传感器检测阪崎肠杆菌的线性范围为1 × 102 cfu/mL~1 × 106 cfu/mL,最低检出限是33 cfu/mL。该传感器能够在1 h内完成对阪崎肠杆菌的检测,对阪崎肠杆菌可实现特异性检测,并且可成功用于羊奶粉中阪崎肠杆菌的检测,加标回收率为94.7%~107.2%。2.构建了一种基于氧化石墨烯信号放大的阪崎肠杆菌电化学适体传感器。首先,在金电极表面修饰巯基化的阪崎肠杆菌适体链(Apt),将此电极在一定浓度的阪崎肠杆菌菌液中孵育一段时间,然后再分别浸入一定浓度的GO和MB的溶液中进行孵育。由于阪崎肠杆菌与其适体链的特异性结合,阻碍了GO与适体链的吸附,进而减少了电极表面MB的附着量,导致电化学信号减弱。优化的氧化石墨烯最佳孵育时间为4 h,亚甲基蓝的最佳孵育时间为1h。在最佳条件下,所构建的传感器检测阪崎肠杆菌的线性范围为2×101 cfu/mL~2×106 cfu/mL,最低检出限是7 cfu/mL,对阪崎肠杆菌的检测特异性强,重复性好。在对新鲜羊奶中阪崎肠杆菌的检测中,该传感器检测的加标回收率为96.2%~106.2%,表明其可成功用于实际样品中阪崎肠杆菌的检测。3.构建了一种基于杂交链式反应和核酸外切酶Ⅰ信号放大的阪崎肠杆菌电化学适体传感器,可实现对传感器响应信号的双重放大作用。将巯基化的适体互补链S1修饰在金电极表面,之后将电极在适体链(Apt)溶液中孵育一段时间,使使S1与适体链充分结合形成DNA双链结构。然后,将修饰的电极在一定浓度的阪崎肠杆菌和Exo Ⅰ的混合溶液中孵育一段时间,阪崎肠杆菌将适体链带离电极表面,Exo Ⅰ剪切适体链,释放阪崎肠杆菌,实现信号的初步放大。接着,将电极在DNA链S2的溶液中孵育一段时间,使得被带离适体链的S1与S2杂交。最后,将修饰的电极在含有二茂铁(Fc)修饰的DNA链S3和DNA链S4混合液中孵育一段时间,实现信号的二次放大。所构建的传感器对阪崎肠杆菌检测在2×101 cfu/mL~2×107 cfu/mL间呈现良好的线性关系,最低检出限是7 cfu/mL,特异性强。在新鲜羊奶中阪崎肠杆菌的加标回收试验中,加标回收率为93.8%~110.0%,表明该传感器可用于实际样品的检测。
其他文献
类胡萝卜素是一类具有多种生理功能的活性物质,同时也是重要的天然色素。玉米是叶黄素等类胡萝卜素的良好来源。植物种子发芽是一种富集活性物质的技术手段。玉米中类胡萝卜
氟(Fluorine)属于卤素家族,它的化学活性很强,通常以化合物的形式广泛地分布于地球上。在自然界的水域中,氟离子的含量通常很低,一般不超过2mg/L。例如:在淡水和海水中,氟离
Y型分子筛由于其丰富的孔道结构、优异的汽油选择性等优点被作为催化裂化催化剂广泛使用。随着原油的重质化,合成的Y型分子筛选择性差、易失活等问题日益显现,对合成Y型分子
随着人民生活质量及城市化水平的提高,我国每年产生的餐厨垃圾和剩余污泥也在逐渐增加。共发酵技术被认为是处理餐厨垃圾和剩余污泥的最佳方式,可有效缓解单一基质发酵存在的
随着城市化和工业化进程的加快,严重的空气污染引起的城市雾霾问题对我国居民健康和社会经济发展造成巨大的危害。从物理角度对雾霾扩散进行研究,能够宏观地分析雾霾天气在不
对于除氟研究,国内外主要研究饮用水除氟和工业排放污水除氟,而对于循环水的除氟重视程度不深。氟是动植物必需的元素,动物摄入过多氟会引起多种并发症,土壤中氟含量过高对植
自教育改革实施以来,如何更大程度的提升学生在课堂中的主体地位,使学生由传统的被动式接收知识,转变为积极主动的获取,是教育领域内一直在探讨的话题。在对教学模式不断创新
随着互联网行业和社会经济的飞速发展,城市交通方式更加多种多样,随之而来的是交通情况愈加复杂,城市交通问题愈发突出。依靠传统的车辆监控设施已经无法满足当前城市的交通
精细的土壤空间分布信息在精准农业、环境污染治理等众多领域具有重要作用。目前各部门已积累了大量不同尺度的传统土壤图,将其作为输入数据用数据挖掘方法获取更为精确的土
河池五圩矿田位于丹池成矿带的南部,是成矿带内重要的多金属矿田。五圩矿区矿产丰富,已探明的矿种有钼、铅、锌、银、锑等。迄今,华南地区被确定为印支期成矿的矿床十分稀少,