摘要
金黄色葡萄球菌是常见的食源性病原菌之一，由于其容易引发食物中毒，对人类健康构成了很大的威胁，因此方便、快速地检测金黄色葡萄球菌对于保障食品安全至关重要。电化学免疫传感器作为一种快速、高灵敏的检测方法，已广泛应用于食源性致病菌的检测。本文制备了三种不同的金属纳米复合材料，并分别构建电化学免疫传感器用于高灵敏检测食品中的金黄色葡萄球菌。本论文主要研究内容如下： 1.金钯铂三金属功能化多壁碳纳米管纳米复合材料模拟酶的合成及其在金黄色葡萄球菌检测中的应用 设计了一种基于金钯铂（AuPdPt）三金属纳米粒子功能化多壁碳纳米管（MWCNTs）纳米复合材料模拟酶的电化学免疫传感器，并用于食品中金黄色葡萄球菌的免标记检测。首先，通过原位生长的方法在MWCNTs表面组装AuPdPt三金属纳米粒子制备MWCNTs-AuPdPt纳米复合材料。该纳米复合材料具有良好的导电性，并对过氧化氢表现出良好的催化性能。接着将抗-金黄色葡萄球菌抗体功能化到具有良好生物相容性和高比表面积的MWCNTs-AuPdPt修饰电极表面以构建免疫传感平台。当固定的抗体通过免疫反应有效捕获样品中的金黄色葡萄球菌后，利用电流-时间曲线实现对金黄色葡萄球菌的快速、灵敏检测。在优化的条件下，所构建的电化学免疫传感器对金黄色葡萄球菌的线性检测范围为1.1×102~1.1×107CFU/mL，检测限为39CFU/mL。该传感器在实际乳制品检测中金黄色葡萄球菌的回收率为91.2%~103.0%，相对标准偏差为4.9%~7.5%。 2.基于八面体Cu2O-Au纳米复合材料模拟酶的电化学免疫传感器及其对金黄色葡萄球菌的检测 构建了一种基于金纳米粒子功能化八面体氧化亚铜（Cu2O-Au）纳米复合材料模拟酶的电化学免疫传感器，实现了对金黄色葡萄球菌的免标记、快速检测。本研究首先制备了尺寸均匀的八面体Cu2O纳米晶体，然后通过还原反应将金纳米粒子原位组装到Cu2O纳米晶体表面，所形成的八面体Cu2O-Au纳米复合物具有高比表面积，优异的电催化性能以及良好的抗体负载能力。接着利用所制备的Cu2O-Au纳米复合材料修饰电极，并进一步通过抗体功能化，实现特异性结合样品中的金黄色葡萄球菌。由于在电极表面形成的免疫复合物阻碍了底物扩散和电子传递，从而引起电化学信号的变化，最终实现对金黄色葡萄球菌的检测。结果表明，在最优条件下，所制备的免疫传感器检测金黄色葡萄球菌的线性范围为2.4×102~2.4×107CFU/mL，检测限为44CFU/mL。此外，该电化学免疫传感器已成功应用于实际样品中金黄色葡萄球菌的检测。 3.金铂纳米粒子功能化聚苯乙烯-丙烯酸球模拟酶纳米探针的合成及其在金黄色葡萄球菌检测中的应用 建立了一种基于金铂纳米粒子功能化聚苯乙烯-丙烯酸球（PSA-Au@Pt）模拟酶纳米探针的夹心式电化学免疫传感器，并实现了对食品中金黄色葡萄球菌的高灵敏检测。首先通过原位生长的方法制备具有高比表面积、形貌均一的PSA-Au@Pt纳米球，接着通过抗体功能化构建模拟酶纳米识别探针。该纳米探针对过氧化氢的还原具有优异的催化性能，能够实现免疫传感器检测信号的放大。同时，实验利用自组装的方法合成了金纳米粒子功能化氧化石墨烯（GO-AuNPs）纳米复合物。以GO-AuNPs修饰电极构建免疫传感平台，并结合PSA-Au@Pt-Ab模拟酶纳米探针构建了夹心免疫传感器，利用该纳米探针催化过氧化氢产生电信号实现对金黄色葡萄球菌的高灵敏检测。在优化的实验条件下，所设计的电化学免疫传感器对金黄色葡萄球菌的线性检测范围为1.6×102~1.6×107CFU/mL，检测限为25CFU/mL。另外，所构建的电化学免疫传感器具有较好的重现性、稳定性和高特异性，并且成功应用于实际样品中金黄色葡萄球菌的检测。
NETL