【摘 要】
:
金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S.aureus)是引起食源性疾病的主要致病菌之一。食用受其污染的食物会导致食物中毒,出现恶心、呕吐、腹痛、腹泻等症状,严重时甚至危及生命。快速、准确地检测食品中的金黄色葡萄球菌,对保障公众健康和食品安全具有重要意义。电化学生物传感器具有灵敏度高、响应速度快、成本低等优点,利用其检测食源性致病菌已成为目前的研究热点。CRISPR/Cas系
论文部分内容阅读
金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S.aureus)是引起食源性疾病的主要致病菌之一。食用受其污染的食物会导致食物中毒,出现恶心、呕吐、腹痛、腹泻等症状,严重时甚至危及生命。快速、准确地检测食品中的金黄色葡萄球菌,对保障公众健康和食品安全具有重要意义。电化学生物传感器具有灵敏度高、响应速度快、成本低等优点,利用其检测食源性致病菌已成为目前的研究热点。CRISPR/Cas系统是近年来快速发展的一项基因编辑技术,随着研究的不断深入,其强特异性和高灵敏度的优势,逐渐应用于核酸检测领域。特别是Cas12a系统独特的非特异切割活性可用于进一步提高生物传感器检测的灵敏度和准确性。跨越式滚环等温扩增(Saltatory rolling circle amplification,SRCA)是一种新型等温扩增技术,可实现对靶标的放大。与其他等温扩增技术相比,其具有简便、成本低、扩增效率高等优势。因此,本研究拟将SRCA技术、CRISPR/Cas12a系统与电化学生物传感器结合,开发一种灵敏度高、特异性强的新型生物传感器用来检测食品中的金黄色葡萄球菌。具体研究内容如下:(1)根据金黄色葡萄球菌nuc基因,选择含有原间隔基序(Protospacer-adjacent motif,PAM)的目的序列,设计筛选特异性引物,通过SRCA技术实现对靶标的高效扩增。(2)根据SRCA目的序列设计Cas12a系统的向导核糖核酸(CRISPR RNA,crRNA),激活Cas12a蛋白的反式切割活性,建立CRISPR/Cas12a体系。(3)合成5’端修饰疏基,3’端修饰亚甲基蓝(Methylene blue,MB)的单链DNA(SH-ssDNA-MB),作为电化学传感器的报告探针。并在玻碳电极表面修饰金纳米颗粒(AuNPs),通过Au-S键将巯基修饰的报告探针(SH-ssDNA-MB)固定在电极上,构建电化学传感器。在此基础上,构建基于SRCA-CRISPR/Cas12a的电化学传感器,并对金黄色葡萄球菌进行检测。通过计算Cas12a裂解前后电化学保留信号比值ΔI%=(I0-I)/I0(I0:反应前电极上SH-ssDNA-MB的电流值;I:反应后电极上SH-ssDNA-MB的电流值),验证该方法的可行性。对试验的关键因素进行优化,最终确定SRCA反应中Mg2+初始添加浓度为20 mM(添加量为6 μL)、Bst DNA聚合酶添加量为3.0 μL(终活力24 U)、反应温度为62℃、反应时间为50 min;SH-ssDNA-MB在电极上孵育时间为5h;Cas12a与crRNA浓度为1:2、Cas12a切割时间为50 min。在最优条件下,从线性检测范围、检出限、特异性、重复性和稳定性5个方面对该传感器进行性能评价,并通过人工加标试验和实际样品检测,对其可靠性、实用性进行评价。结果如下:该传感器对金黄色葡萄球菌基因组DNA的线性检测范围为4.15 fg/μL~4.15 ng/μL,线性方程Y=6.4725X+51.3432(R2=0.9983),检出限为2.51 fg/μL;对金黄色葡萄球菌纯菌液的线性检测范围为3.9× 101~3.9× 107 CFU/mL,线性方程为Y=5.4774X+6.4957(R2=0.9822),检出限为3 CFU/mL。在特异性试验中,金黄色葡萄球菌获得较高的ΔI%,非目标菌没有明显的电流变化,说明该方法具有良好的特异性。在重复性试验中,8个样本均表现出较为稳定的电流响应,相对标准偏差(RSD)为3.48%;在稳定性试验中,将制备的工作电极在4℃放置14天,测量其电流响应信号仍保持初始值的84.8%,表现出较好的稳定性。此外,在人工加标试验中计算该方法的回收率为98.8%~117.1%;对50份实际样品进行检测,以国标(GB4789.10-2016)作为对照,计算得出该方法的敏感性、特异性、符合率分别为100%、97.8%、98%。综上所述,基于SRCA-CRISPR/Cas12a技术建立的电化学生物传感器具有特异性强、灵敏度高的特点,为食源性致病菌的检测提供了新的研究思路。
其他文献
煤层气作为清洁能源之一,对于防治大气污染、提升环境质量发挥着重要作用。近年来,煤层气的开采与利用受到社会各界的广泛关注,通过预测煤层气产能以及挖掘煤层气井产量的变化规律能够提高措施选井决策效率的同时提升单井的产气量。然而,目前大多使用公式推算以及传统算法来预测煤层气产能,这些方法不仅花费的时间成本高,准确率也有待提升。本文综合机器学习中的多种算法对煤层气产能作出预测并对影响煤层气产能的因素展开研究
氮素实时和精准管理是以作物高产、养分高效为目标的作物生产实际中最为关键的养分管理措施之一;利用作物高光谱特异性对其氮营养状况进行快速监测和精确诊断是近年来精准农业管理与应用中的研究热点。基于此,本研究开展了冬小麦大田试验,设置三种灌水水平和三种施肥水平。基于高光谱技术,分别使用偏最小二乘法、一元线性回归法构建了光谱与植株氮素含量及叶绿素含量之间、植株氮素含量与土壤氮素含量之间的数学模型,并在此基础
双呋咱化合物3,3′-二氨基-4,4′-偶氮呋咱(DAAF)是一种具有优异的爆轰性能,较低的摩擦感度、撞击感度、静电火花感度的高能顿感化合物,其综合性能与现役高能顿感含能材料TATB十分相似。在新一代冲击片雷管始发药、高能混合炸药、高能顿感炸药等方面具有很好的应用潜力。目前虽然报道了多种DAAF的合成方法,但是很多因素限制了其工艺放大,至今少有成熟的高纯度DAAF工艺的报道。本论文以乙二醛为初始原
我国是全球最大的红枣生产和消费国,且南疆骏枣是我国产量第二的红枣。南疆骏枣果实厚实,营养丰富,但由于南疆气候干燥多沙,导致大量骏枣过干,质地坚硬,严重影响食用品质。熟化是增加骏枣含水率,软化质地,提高骏枣营养品质的有效加工方式。利用南疆地理气候优势,采用太阳能为能源进行加工,可以合理有效利用天然资源,符合当前节能减排的要求。本研究利用南疆骏枣为原料,构建了南疆骏枣熟化工艺的综合评价体系,优化了南疆
随着蔬菜行业的发展,蔬菜种植面积的增加,蔬菜又具有易腐烂的特性以及保鲜时间短的特点,因此对蔬菜运输配送的时效性有了更高的要求,在日常生活中,人们对蔬菜的需求量越来越大,不同的商超有不同的蔬菜品种需求,不同品种蔬菜的不同需求量,如何保证蔬菜在保鲜时间内送达成为蔬菜运输配送的重点,蔬菜运输过程有以下特点:运输过程要求全程低温、运输成本因蔬菜特性过高、配送地点比较分散。设计一条科学的蔬菜配送路线需要考虑
吃苦耐劳是中华民族的传统美德,也是中国共产党的优良传统和政治本色,展现出中华儿女使命担当、勇往直前的奋斗志向与意志品格。站在新的历史方位和时代起点上,作为时代新人的大学生是否具有吃苦耐劳精神,关系到能否确证个人价值、推动民族进步以及实现国家富强。基于此,开展大学生吃苦耐劳精神研究既是对深化大学生劳动教育研究领域的学理探讨,也是对当前部分大学生吃苦耐劳精神弱化问题的审视。结合学术界的研究成果,本文围
青椒(Capsicumannuum L.)是世界第二大蔬菜,因其营养物质丰富、口味独特,深受消费者喜爱。青椒属于热带亚热带的冷敏型果蔬,因此在低温贮藏或冷链运输过程中极易发生冷害,主要症状表现为表面出现水浸状斑块、内部褐变,同时伴随着果实失水萎蔫、营养物质含量降低,最终失去商品价值。茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate,MeJA)是一种广泛存在的植物激素,具有安全、高效等优点,能够调控植物
酸枣中含有丰富的维生素C、黄酮、糖、酸等多种营养物质,具有镇静安眠、提高免疫力等功效。新鲜酸枣采收季节高温多雨,大量酸枣因不能及时干制导致霉变腐烂,影响其食用和药用价值。当前酸枣仁加工是酸枣的主要利用方式,果肉利用不足导致酸枣资源浪费。目前市面上的酸枣粉都是干酸枣打粉制成的,营养价值较低;另外市面上的酸枣粉还含有大量皮渣、果核等杂物,溶解性差、口感粗糙,不方便饮用。本试验以新鲜酸枣为原料制备易于运
酸奶后酸化始终是困扰乳品行业发展的一个重要问题。目前,市场上的酸奶大多是由保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌的共同发酵作用所制成。耐酸性较强的保加利亚乳杆菌可以在酸乳贮存阶段中不断分解乳糖形成乳酸并最终引起后酸化。目前,许多学者提出了不同的措施来抑制后酸化,但是对这些措施抑制后酸化效果的评估往往是比较复杂的,通常需要对酸奶整个贮藏期间的酸度变化进行监测。因此,建立一种能够快速评估后酸化抑制效果的方法并且能
藜麦富含多种生物活性物质,特别是其种皮中丰富的皂苷,具有抑菌、抗肿瘤、抗氧化、免疫调节等生理活性。但在日常农业生产中,藜麦种皮多进入加工副产物被废弃,导致藜麦资源浪费。本文主要研究藜麦麸皮总皂苷(QBS)的提取、体外抑菌活性及对小鼠大肠杆菌病的防治作用,为其进一步开发利用提供理论依据。主要研究内容及结果如下:1.藜麦麸皮总皂苷提取工艺研究。分别采用复合酶超声乙醇(EU-Eth)提取法与超声辅助离子