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基于Fe3O4@ZIF-8磁分离的单增李斯特菌双识别高灵敏检测方法研究

陈鑫

基于Fe3O4@ZIF-8磁分离的单增李斯特菌双识别高灵敏检测方法研究

陈鑫1
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  • 1. 郑州轻工业大学
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摘要

单核细胞增生李斯特菌简称单增李斯特菌,是一种能引起重大食源性疾病的食源性致病菌,可以在水分含量较低、盐浓度较高甚至低温(4℃)的条件下生长,其可导致广泛的食品安全问题,严重威胁人类身体健康和社会经济的发展。因此,建立高灵敏度、高特异性的单增李斯特菌检测方法是预防李斯特疾病爆发的关键。传统的单增李斯特菌检测方法存在劳动强度大、耗时长等缺点,难以满足目前便捷、高效的检测需求。而基于纳米材料的传感器方法与可视化检测法,以其检测准确率高和检测时间短等优点被广泛应用到食源性致病菌检测领域。本课题旨在利用功能化纳米材料,即具有核壳结构的磁性有机金属骨架和纳米金,构建了基于荧光增强原理和基于比色法与紫外光谱法的两种高灵敏单增李斯特菌的检测方法。主要研究结果如下: (1)利用溶剂热法制备表面带羧基的超顺磁性Fe3O4,通过逐层封装方法在其表面原位合成了Fe3O4@ZIF-8,表征结果证实复合材料Fe3O4@ZIF-8的成功制备。比较了Fe3O4@ZIF-8与两种不同Fe3O4对单增李斯特菌的捕获效率,选取了捕获效率最优(>90%)的Fe3O4@ZIF-8作为检测单增李斯特菌的基础材料。通过柠檬酸钠还原法合成了柠檬酸钠纳米金,所制备的纳米金为酒红色,呈圆球状且分散均匀,粒径为45.9±0.2nm,zeta电位为-36.1±0.3mV,在528nm出有较强的吸收峰,且对氯化钠溶液有一定的耐受性,16μL氯化钠溶液(1moL/L)加入200μL纳米金溶胶中才导致纳米金颗粒因发生大量聚集而变色。 (2)建立基于磁性有机金属骨架结合荧光增强的单增李斯特菌的检测方法。本方法基于荧光增强的原理,通过对检测信号的放大作用达到提高灵敏度目的,同时利用“适配体-细菌”和“抗体-细菌”的双重识别功能增强了检测结果的特异性。结果表明单增李斯特菌浓度在1.4×101~1.4×107CFU/mL范围内,荧光强度与菌浓度之间存在良好的线性关系,线性方程为Y=1056.941+37.353X,相关系数(R2)为0.978,其检测限为0.88CFU/mL,批内试验的变异系数(CV)小于2%。该方法对检测单增李斯特菌具有较强的选择性,在猪肉和牛奶加标样品的检测结果回收率在88.0%至103.8%之间,变异系数小于13%。表明该检测系统动态范围宽,重复性好,检测灵敏度高。 (3)为满足现场可视化检测需求,进一步结合纳米金构建了单增李斯特菌的可视化检测体系。通过适配体修饰Fe3O4@ZIF-8作为捕获探针,以免疫功能化的纳米金作为信号探针采用比色法和紫外光谱法对单增李斯特菌,以及人工污染鸡胸肉样品进行检测。单增李斯特菌的可视化检出限达到1.2×103CFU/mL,紫外光谱法检测结果在1.2×101~1.2×108CFU/mL范围内有良好的线性关系(Y=0.519-0.043X,R2=0.978),检出限低至0.45CFU/mL,各浓度梯度的批内变异系数(CV)在0.31%~1.30%之间。加标样品的可视化检出限达到6.7×104CFU/mL,加标回收率在91.1%~108.7%之间,变异系数小于7.4%。此外,采用平板计数法对实验结果进行了验证,其回收率在94.7%~105.4%之间,变异系数小于3.0%。表明本研究建立的检测单增李斯特菌的方法灵敏度高特异性良好,在检测食源性致病菌方面具有巨大的应用前景。

关键词

食源性致病菌/Fe3O4@ZIF-8磁分离/单增李斯特菌/双识别高灵敏检测

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授予学位

硕士

学科专业

食品科学与工程

导师

白艳红/杜娟

学位年度

2022

学位授予单位

郑州轻工业大学

语种

中文

中图分类号

TS
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