致病菌在食品和环境中广泛存在,感染剂量低,其引起的食源性疾病是全世界头号食品安全问题。大肠杆菌是主要的致病菌之一,存在于人和动物的消化道,可以引起各种各样的胃肠系统和泌尿系统的损害和病变。传统的大肠杆菌检测方法设备昂贵、操作复杂、费时费力,且会延迟检测结果,无法及时阻止流行病的爆发。因此,市场迫切需要样品无需预处理且能够快速灵敏地识别食品、药品及公共卫生环境中的致病菌的方法。本文以石英晶体微天平为检测手段,介电泳为生物分子有序富集手段,大肠杆菌O157:H7为检测目标,探索分子识别的方法。本课题的研究内容和结果包括以下几个方面:1.设计在传感器表面固定蛋白A以增加免疫反应的结合位点,制备QCM免疫传感器,并用循环伏安、交流阻抗谱、静态水接触角、反射红外以及石英晶体微天平对其进行了表征。利用制备的免疫传感器对大肠杆菌O157:H7进行检测,检测范围为3.0×106~3.0×109CFU/mL,检出限为7.0 CFU/m L;当在检测过程中加上正介电泳力后,检测灵敏度明显提高,检测范围变宽3.0×103~3.0×109CFU/mL,检出限下降为5.0 CFU/m L。该传感器的再生效果不太理想。2.以大肠杆菌O157:H7为模板分子,吡咯为功能单体,采用电化学聚合的方法制备聚吡咯分子印迹传感器,通过循环伏安、交流阻抗谱、扫描电子显微镜以及静态水接触角对其进行了表征,并对聚合的电位范围和聚合圈数进行了优化。该传感器对大肠杆菌的检测范围为3.0~3.0×109CFU/mL,检出限为1.0CFU/mL。检测过程中加上正介电泳力后,可以有效地缩短响应时间,10 min即可完成检测。该分子印迹传感器可以对大肠杆菌进行特异性识别。3.首次提出采用QCM仪器对大肠杆菌发酵乳糖的产气过程进行监测,进而进行大肠杆菌的检测,该法操作简单、费用低廉。100~150 min即可明显地监测到产气过程的特征QCM响应,检测范围为6.0×106~2.0×108 CFU/mL,与传统培养法检测手段相比,该法大大缩短响应时间。探索了各种提高检测灵敏度的方法,效果并不理想。模拟发酵过程产酸现象,发现QCM对产酸现象没有明显的特征响应。产酸菌与产酸产气菌发酵过程的QCM频率响应表明,QCM可以对产气菌进行特异性检测。