大腸桿菌快速檢測的電化學傳感技術及儀器研究

1、大腸桿菌快速檢測的電化學傳感技術及儀器研究大腸桿菌快速檢測的電化學傳感技術及儀器研究【摘要】：水和食品中細菌的檢測，特別是致病性細菌的檢測，對于控制傳染病、保護環(huán)境衛(wèi)生和人民群眾身體健康都有著重要的意義。大腸桿菌是人及各種動物腸道中的常居菌，常隨糞便從人及動物體內排出，廣泛散播于自然界。大部分大腸桿菌沒有致病性，但是部分能產生腸毒素，導致人體腸胃炎等疾病。特別是O157型的大腸桿菌會引起腹瀉、出血性大腸炎和溶血尿毒癥等疾病。當他入侵到腸

2、道外的其他組織器官時，會引起尿道炎、膀胱炎、闌尾炎等，對于免疫力下降的病人還可引起敗血癥。在衛(wèi)生質量的評價和控制中，通常采用大腸桿菌作為指示菌，利用對指示菌的檢測和控制來了解水體或食品等的受污染狀況，從而評價其質量以保證衛(wèi)生安全。因此，建立快速檢測大腸桿菌的新方法成為環(huán)境監(jiān)測和食品衛(wèi)生領域專家的一個巨大挑戰(zhàn)。電化學／生物傳感器是近二、三十年來發(fā)展較快的電分析化學測試和檢測技術，具有快速、準確、靈敏等優(yōu)點。其所測的信號通常是電位、電流、電

3、阻等的變化，可以直接測量，便于儀器自動化、小型化和智能化。此外，將納米材料應用于電化學／生物傳感器的制備，可以增大傳感器電流響應，降低檢測限，提高靈敏度，為電化學／生物傳感器提供了無窮的發(fā)展空間。針對細菌的生物學特性，電化學／生物傳感已廣泛被應用于食品及環(huán)境中各種病菌中的快速檢測，具有極大的應用前景。本論文是導師金利通教授領導的世博會專項和華東師范大學優(yōu)秀博士生基金項氨基酚(PAP)的檢測靈敏度；對大腸桿菌進行濃縮和預培養(yǎng)可進一步提高了

4、其檢測靈敏度。此外，對實際水樣進行測定，結果與標準方法(平板技術法)具有較好的一致性。Ⅲ酪氨酸酶(Tyr)生物傳感器快速檢測大腸桿菌的研究(第四、五章)生物傳感器具有專一、易操作、設備簡單以及測量快速準確等優(yōu)點，因此得到廣泛的應用。本部分制備了兩種Tyr生物傳感器，并應用于βgal活性的檢測，進而快速檢測大腸桿菌。第四章我們把Tyr固定在MWNTs殼聚糖(Chit)復合膜修飾的玻碳電極上，制備了Tyr／MWNTsChit／GCE生物傳感

5、器。該生物傳感器對苯酚具有高的靈敏度、寬的線性響應范圍和低的檢測限。把該生物傳感器應用于大腸桿菌的檢測，其檢測的原理是把βgal作為大腸桿菌的標記物，催化phenolβDgalactopyranoside(PG)水解產生苯酚，通過生物傳感器檢測苯酚可得到大腸桿菌的濃度。實驗結果表明，電流響應與大腸桿菌的濃度在10~4～10~7cfu／mL范圍內呈線性關系。對大腸桿菌進行50h的預培養(yǎng)，可以檢測出低至10cfu／mL的大腸桿菌。第五章基于

6、Fe_3O_4磁性納米顆粒(MNPs)碳納米管(CNTs)復合物，制備了一種新型的Tyr生物傳感器，并進一步應用于流動注射法(FIA)檢測大腸桿菌。CNTs表面修飾了陽離子聚合物聚二甲基二丙烯氯化銨(PDDA)，因此帶負電荷的Fe_3O_4MNPs在靜電作用下可以均勻地吸附于CNTs表面上。將制備的Fe_3O_4MNPsCNTs納米復合材料修飾于光玻碳電極上后，把Tyr通過戊二醛交聯(lián)固定在此修飾電極上制得了Tyr／Fe_3O_4MNPs