鸡白痢鸡伤寒沙门氏菌酶免疫传感器的研究

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致病微生物感染对畜禽类健康和人类食品安全造成普遍、广泛而严重的影响。在禽类养殖业中,鸡白痢和鸡伤寒是由鸡白痢沙门氏菌(Salmonella pullorum, S. pullorum)和鸡伤寒沙门氏菌(Salmonella gallinarum, S. gallinarum)感染引起的对鸡类健康威胁最大的两种传染性败血症。该病传播力强、污染严重、给养鸡业造成巨大的经济损失,同时对作为人类食品的禽类产品的安全威胁也是非常大的,引起国内外的广泛关注。加强对这两种致病菌的检测是非常有必要的。准确、简便、经济的快速检测方法是疾病的预防控制和食品的安全保障所急需的。目前,对这两种细菌的检测有标准方法和快速检测方法,这些方法各有优点和不足。人们不断探索和追求新的快速检测技术,以期获得更好的检测效果。电化学酶免疫传感器是将酶和电化学的双重放大作用与免疫反应的特异性相结合,具有设备简单、使用方便、方法灵活、体系易集成化、微型化等优点,其检测效果优于一般的免疫传感器。电化学酶免疫传感技术发展至今,电极的选择,固定生物组分活性和稳定性的维持以及免疫结合物反应信号的改善和放大等关键环节已经有了长足的改善,但也还没有达到理想的程度,尚需进一步的研究改进。因此,本文欲在这几个方面对酶免疫传感器进行研究和改进,探索研究新型的更好的快速检测鸡白痢鸡伤寒沙门氏菌的酶免疫传感器。本论文主要进行了以下几项研究工作:1基于多壁碳纳米管/明胶-海藻糖复合物/4-SPCE的鸡白痢鸡伤寒沙门氏菌的酶免疫传感器的研制本研究利用明胶聚合物与海藻糖制成混合水溶液,用于分散具有高导电性、电子传递等优良特性但不易分散的多壁碳纳米管,并将辣根过氧化物酶标记的鸡白痢鸡伤寒沙门氏菌抗体(horseradish peroxidase-labeled anti-Salmonella pullorum&Salmonella gallinarum, HRP-anti-S. pullorum&S. gallinarum)包埋固定于该多壁碳纳米管/明胶-海藻糖复合物修饰的四通道丝网印刷碳电极上,制成新型鸡白痢鸡伤寒沙门氏菌酶免疫电极,以期在灵敏度和稳定性方面有所改进。利用原子力显微镜表征修饰电极的表面形态,采用循环伏安法对此酶免疫电极进行电化学表征,对S. pullorum&S. gallinarum进行快速检测和对免疫电极的性能进行测定。结果表明,在优化的检测条件下,酶免疫电极对目标菌的线性响应范围为103~109cfu/mL,检出限为6.42×102cfu/mL(S/N=3),4℃放置28d后,其响应电流为初始值的89.6%,具有良好的稳定性、特异性、重现性和准确性。该制备方法简便、灵敏、稳定、经济、可操作性强,具有一定的潜在应用价值。2基于离子液体[BMIM]PF6/多壁碳纳米管/海藻酸钠-羧甲基壳聚糖复合物/4-SPCE的鸡白痢鸡伤寒沙门氏菌的酶免疫传感器的研制本研究利用海藻酸钠和羧甲基壳聚糖复合物分散电特性好的多壁碳纳米管,与性能优异的离子液体[BMIM]PF6共同将HRP-anti-S.pullorum&S, gallinarum固定于四通道丝网印刷碳电极上,制成具有双重放大响应信号的检测S. pullorum&S. gallinarum的酶免疫传感器。用原子力显微镜表征其表观形态,循环伏安法监测其电化学特性。结果表明,在优化的检测条件下,免疫电极对目标菌的线性响应范围为103~109cfu/mL,检出限为3.93×l02cfu/mL(S/N=3),4°C放置28d后,响应电流为初始值的90.15%,具有良好的稳定性、特异性、重现性和准确性。多壁碳纳米管与离子液体结合制备的鸡白痢鸡伤寒沙门氏菌酶免疫传感器实现了检测信号的双重放大,检测灵敏度高,离子液体有助于保持酶标抗体的活性,增强其稳定性,延长免疫电极的有效时间。该方法对其它分析物的酶免疫传感器的构建有一定的参考及潜在应用价值。3基于链霉亲和素-生物素系统/电沉积纳米金/4-SPCE的鸡白痢鸡伤寒沙门氏菌的酶免疫传感器的研制本研究利用电沉积纳米金给四通道丝网印刷碳电极镀上一层电活性层,吸附上链霉亲和素,再与生物素化鸡白痢鸡伤寒沙门氏菌抗体(biotinylated anti-S. pullorum&S. gallinarum, bio-anti-S. pullorum&S. gallinarum)高亲和力地结合形成链霉亲和素-生物素多级放大系统,通过抗原抗体免疫反应将S. pullorum&S. gallinarum及HRP-anti-S. pullorum&S. gallinarum固定到电极上,构建新型鸡白痢鸡伤寒沙门氏菌酶免疫传感器。采用循环伏安法和电化学交流阻抗法表征层层修饰的电极,利用循环伏安法对目标菌鸡白痢鸡伤寒沙门氏菌进行检测。结果表明,电沉积纳米金促进了电子传递,增强了电极的导电性,简化了纳米金的修饰过程并提高其固定的稳定性。高亲和力的链霉亲和素-生物素系统增加了免疫分子的固定量,对免疫分子的固定可能有一定的定向效果。在上述修饰材料的双重作用下,该酶免疫传感器的电流响应信号大大增强。在优化的检测条件下,免疫电极对目标菌的线性响应范围为102~109cfu/mL,检出限为1.95×102cfu/mL(S/N=3),4℃放置28d后,其响应电流为初始值的88.37%。该酶免疫传感器具有快速、灵敏、稳定、特异、重现性和准确性好,检测限低等优点,是一种对鸡白痢鸡伤寒沙门氏菌进行检测的好的分析工具,可以作为其他分析物的酶免疫传感器构建的参考。
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