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聯(lián)系我們美國E+E細菌免疫傳感器準確性的改進
雞白痢沙門氏菌(Salmonella pullorum, S. pullorum)是雞白痢的病原體,雞白痢是引發(fā)雞發(fā)燒、下痢以及急性敗血癥等主要的傳染病。該病具有很高的傳染性,發(fā)病率和病死率。該病不僅對禽類養(yǎng)殖業(yè)造成巨大經(jīng)濟損失,更因污染禽類食品而嚴重威脅消費者的身體健康。 檢測食品中食源性致病菌是預(yù)防、識別食源性疾病的關(guān)鍵。電化學免疫傳感器(Electrochemical Immunosensor)因其對于致病菌檢測具有高度的敏感性、快速簡便等優(yōu)點而備受關(guān)注,并得以迅速發(fā)展,迄今已有很多研究報道,但卻難以真正推廣應(yīng)用于實踐,究其存在的關(guān)鍵問題是重現(xiàn)性差而影響檢測結(jié)果的準確性,因此,研究此問題存在的原因并尋求解決的方法,從根本上改進電化學免疫傳感器的性能,具有重要的意義,創(chuàng)新性顯著,應(yīng)用前景較大。
美國E+E細菌免疫傳感器準確性的改進 為進一步改進免疫傳感器的準確性,在查閱大量資料和輔助參與研究的基礎(chǔ)上,①首先分析并找出造成重現(xiàn)性與準確性不好的可能原因；②再有針對性的設(shè)計一組免疫傳感器進行初步研究,通過檢測分析各種性能；③在此基礎(chǔ)上以不同修飾材料設(shè)計四組新型免疫傳感器,進行對比研究,篩選出各項性能優(yōu)良的免疫電極組合,分析成因；④在上述研究分析的基礎(chǔ)上,又進一步設(shè)計改進免疫傳感器。本研究以S. pullorum為檢測目的菌,旨在為其它致病菌檢測提供研究模型,以促進電化學免疫傳感器真正應(yīng)用于致病菌的實際檢驗。 本研究主要有以下三部分： 1.基于電沉積石墨烯/聚乙烯醇/聚二甲基硅氧烷對電化學免疫傳感器穩(wěn)定性的改進 以絲網(wǎng)印刷碳電極為檢測電極,通過電沉積氧化石墨烯并修飾聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol, PVA)和聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane, PDMS)復(fù)合粘性材料,增強和增大與辣根過氧化物酶(HRP)標記二抗(羊抗兔抗體,HRP-labeled Goat Anti-Rabbit IgG)的結(jié)合牢固程度和結(jié)合量,提高免疫傳感器的準確性和敏感性,孵育抗S. pullorum抗體,研制成新型免疫電極。傅里葉紅外光譜(Fourier Transformed Infrared Spectroscopy, FTIR)表征PVA-PDMS材料,以循環(huán)伏安法(Cyclic Voltammetry, CV)采集電化學反應(yīng)信號,在優(yōu)化條件下,該免疫傳感器檢測S. pullorum的線性范圍為102-109cfu mL-1,檢出限為1.66×102cfu mL-1(S/N=3),儲藏穩(wěn)定性達到放置30d后電流值為初始值的94.73%,重現(xiàn)性RSD=5.47%(n=8),對實際樣品檢測結(jié)果與國標法的符合率達98.3%。不但具有一般免疫傳感器的簡便、快速、敏感、和經(jīng)濟等優(yōu)點,而且具有很好的重現(xiàn)性、穩(wěn)定性和特異性,潛在應(yīng)用價值大。 2.四種快速檢測雞白痢沙門氏菌免疫傳感器的準確性研究 電極修飾均一性和牢固性差會影響電化學免疫傳感器的重現(xiàn)性和準確性。為探求不同修飾電極的差異和規(guī)律來尋找改善方案,本研究選用絲網(wǎng)印刷電極(SPCE)為支持電極；通過電沉積方法修飾不同材料包括氧化石墨烯(GO)、納米金(AuNPs)、離子液體(ILs)制成4種免疫電極；修后的電極再與酶標抗雞白痢抗體(HRP-Anti-S. pullorum)結(jié)合,用于雞白痢沙門氏菌(Salmonella pullorum)的快速檢測的；采用循環(huán)伏安法(CV)檢測不同電極的電化學響應(yīng)信號；分別進行電極均一性、牢固性、靈敏度、特異性和穩(wěn)定性的對比試驗,綜合檢測結(jié)果進行擇優(yōu)篩選。結(jié)果表明,AuNPs和ILs對電極的各項性能特別是重現(xiàn)性和準確性有明顯改善作用,與其它組比較差異顯著,適用于快速檢測S. pullorum,實際推廣應(yīng)用前景好。 3.基于電沉積納米金／離子液體增強電化學免疫傳感器穩(wěn)定性研究 通過上述研究篩選得出,納米金(AuNPs)經(jīng)電沉積修飾電極,表現(xiàn)在均一性、敏感性、結(jié)合牢固度、生物相容性等方面都優(yōu)于其它材料,但在儲藏穩(wěn)定性方面有所欠缺；引入前述研究顯示儲藏穩(wěn)定性zui高的離子液體(ILs)共同修飾電極,以絲網(wǎng)印刷碳電極為檢測電極；電沉積修飾方法；依次修飾AuNPs,辣根過氧化物酶(HRP)標記抗體HRP-labeled Anti-S. pullorum與離子液體(ILs),結(jié)果表明抗體的結(jié)合牢固程度增大和結(jié)合量增加,免疫傳感器的準確性和穩(wěn)定性有很大提高。同時與其他4中常見的免疫傳感器電極進行各項對比研究,發(fā)現(xiàn)此快速檢測S. pullorum的新型免疫傳感器具有很好的重現(xiàn)性、穩(wěn)定性和特異性,潛在應(yīng)用價值大。
