摘要
近年来，国际卫生组织对食源性病原微生物的污染问题给予了高度关注，食源性病原微生物的精准检测在保障食品安全方面起到了关键作用，因此开发具有高特异性、高灵敏度和简便快速特点的食源性病原微生物检测技术显得尤为重要。本论文由深圳市亚辉龙生物科技股份有限公司与湖南工业大学联合指导，为了满足企业新产品开发的需求，设计、研发了两种微流控芯片，结合微流控芯片和等温扩增技术，建立了食源性病原微生物的现场快速检测技术平台，为微流控芯片在食源性病原微生物检测领域的商业化应用奠定了良好的预研基础。主要研究内容及成果如下： （1）设计及制备了基于不同等温扩增技术检测的两种微流控芯片，优化了芯片加工参数，探索最优的加工条件，并对制备的芯片进行了流体测试。 （2）通过芯片设计将样本的预处理步骤集成在微流控芯片上，基于精准的流体控制实现了大肠杆菌O157:H7、副溶血弧菌和霍乱弧菌的可视化检测。芯片检测中采用了环介导等温扩增（LAMP）技术，通过溶液颜色变化来判断检测结果。开发了可集成于芯片中的微生物核酸提取方法，将样本前处理时间大幅度缩短为10 min，通过离心驱动调控微流控芯片内的流体流动及反应步骤，可在34 min内实现大肠杆菌O157:H7、副溶血弧菌和霍乱弧菌的可视化检出。芯片对大肠杆菌O157:H7、副溶血弧菌和霍乱弧菌的最低检出限分别为101 CFU/mL、102 CFU/mL和102 CFU/mL，且三个反应体系之间无交叉反应。所制备的LAMP微流控芯片具有特异性高、简便、快速等特点，可应用于食源性病原微生物的现场快速检测。 （3）设计了一种集成重组酶聚合酶扩增技术（RPA）和胶体金侧向层析技术的微流控芯片，并用于大肠杆菌O157:H7、副溶血弧菌和霍乱弧菌的可视化检测。芯片中，对提取的菌液基因组DNA在40℃下进行RPA等温扩增，再基于胶体金侧向层析试纸技术实现对扩增产物的可视化检测。整个芯片检测过程无需使用昂贵的温度循环器和信号读取设备，并可在30 min内得到检测结果。芯片对大肠杆菌O157:H7、副溶血弧菌和霍乱弧菌的检出限均为102 CFU/mL，且特异性好。所开发的微流控芯片操作简单，成本低廉，可实现对食源性病原微生物的现场快速准确检测。
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