磁性氧化石墨烯—荧光标记法快速检测鸡肉中沙门氏菌的研究

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鸡肉中常见的致病菌为沙门氏菌,沙门氏菌是一种能够引起人畜共患病和食物中毒的食源性病原菌,由其所引起的食品安全事件在我国乃至世界全球范围内一直高居首位,导致人、畜的生命健康受到了严重的威胁。鸡肉营养成分丰富是沙门氏菌主要的传播媒介之一,沙门氏菌的灵敏、准确快速检测能够预防与控制沙门氏菌的传播和蔓延,进而确保鸡肉制品的质量安全。因此,本课题建立一种磁性氧化石墨烯-荧光标记法用于快速检测鸡肉中的沙门氏菌。首先以化学共沉淀法制备的磁性氧化石墨烯复合材料(Fe3O4/GO)为荧光猝灭剂,并对其形貌结构进行表征;同时,探讨Fe3O4/GO对沙门氏菌荧光探针的猝灭机理。在此基础上,利用所建立的Fe3O4/GO-荧光标记法对沙门氏菌目标DNA的检测条件进行研究。最后对鸡肉样品中沙门氏菌的消长规律进行分析,并将所建立的快速检测方法用于检测实际鸡肉样品中的沙门氏菌,以期实现沙门氏菌的高灵敏快速检测,主要研究内容和结果如下:(1)Fe3O4/GO的制备及其对沙门氏菌荧光探针猝灭机理分析。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)及拉曼光谱(Raman)对Fe3O4/GO和氧化石墨烯(GO)的结构进行对比表征,结果表明:Fe3O4磁性纳米粒子负载在GO表面,Fe3O4/GO已成功合成。以Fe3O4/GO为荧光猝灭剂,荧光探针为荧光剂,通过荧光、紫外吸收光谱,结合Stern-Volmer方程及Lineweaver-Burk双倒数曲线方程,对其荧光猝灭机理进行初步分析,结果表明:Fe3O4/GO具有荧光猝灭作用,当Fe3O4/GO浓度为3.2×10-4 g/m L时,荧光猝灭率可达96.86%,其猝灭机理为静态猝灭。(2)Fe3O4/GO-荧光标记法检测沙门氏菌目标DNA的研究。以沙门氏菌目标DNA序列为待测物,利用Fe3O4/GO-荧光标记法对沙门氏菌目标DNA的检测条件进行了确定,结果表明:Fe3O4/GO与沙门氏菌荧光探针反应时间60min、反应p H7.4、DNA探针杂交时间120 min、释放探针浓度40 pmol/L、富集倍数为5倍,沙门氏菌目标DNA浓度与荧光强度在0.005~1 pmol/L范围内呈良好的线性关系,线性回归方程y=7.0659x+2.6147,R2=0.9981(x为沙门氏菌目标DNA浓度,y为相对荧光强度F/F0),检出下限为5 fmol/L(S/N=3)。11次重复0.01 pmol/L沙门氏菌目标DNA浓度来评价该方法的精密度,其相对标准偏差为2.78%,说明所建立的Fe3O4/GO-荧光标记法检测沙门氏菌目标DNA的方法具有较高的灵敏度、精密度和选择性。(3)鸡肉中沙门氏菌的消长规律及其实际检测应用。首先对鸡肉中沙门氏菌的消长规律进行分析,结果表明:Gompertz模型能较好的拟合沙门氏菌的生长曲线,且沙门氏菌的生长速率随贮藏温度的升高和时间的延长而加快。在最优条件下,利用所建立的Fe3O4/GO-荧光标记法对人工模拟沙门氏菌污染的鸡肉样品进行了检测,结果表明:沙门氏菌菌落总数在102~106CFU/m L时,菌落总数对数与相对荧光强度具有良好的相关性,回归方程为y=0.7004x+1.3584,R2=0.9993(x为沙门氏菌总数对数,y为相对荧光强度F/F0),检出限为102CFU/m L(S/N=3),该方法在鸡肉样品中的加标回收率为96.8%~105.6%,RSD小于4.52%,且特异性好,整个检测过程仅需5 h,与其他检测方法相比,具有较低的检出限和较短的检测时间,能够实现对沙门氏菌的快速检测。
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