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中國農(nóng)大林建涵教授團隊在食源性致病菌快速檢測方面研究取得新進展

2022-06-16 16:30:00 來源：中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 閱讀量：6849

　　近日，中國農(nóng)大信息與電氣工程學(xué)院林建涵教授團隊在傳感器領(lǐng)域著名期刊《生物傳感器與生物電子學(xué)》(Biosensors and Bioelectronics)發(fā)表最新研究成果，題為“基于滑動閥和注射器的沙門氏菌無源微流控生物傳感器”(Power-free microfluidic biosensing of Salmonellawith slide multivalve and disposable syringe)，在食源性致病菌快速檢測方面研究取得了新進展。

　　沙門氏菌是造成微生物性食品中毒的主要致病菌，可引起腹瀉、傷寒等食源性疾病，沙門氏菌污染可能發(fā)生在食品供應(yīng)鏈的任何環(huán)節(jié)。沙門氏菌篩查是預(yù)防和控制食源性疾病暴發(fā)的關(guān)鍵，然而現(xiàn)有的沙門氏菌檢測方法(培養(yǎng)法、聚合酶鏈式反應(yīng)和酶聯(lián)免疫吸附測定)分別存在檢測時間太長、前處理較復(fù)雜、靈敏性不足等缺點。因此，研究開發(fā)快速、簡單、靈敏的沙門氏菌檢測方法對保障食品安全具有重要意義。

　　該研究提出了一種不需要任何外部電源的生物傳感器，可在一個微流控芯片上利用滑動多位閥進行流體通道選擇和利用一次性注射器進行流體轉(zhuǎn)移操作，實現(xiàn)了鼠傷寒沙門氏菌的快速靈敏檢測。首先，將細菌樣本、免疫磁珠和葡萄糖氧化酶標(biāo)記的免疫聚苯乙烯微球的混合液、清洗液、葡萄糖和過氧化氫試紙預(yù)先置于微流控芯片外圍的相應(yīng)腔室之中，通過轉(zhuǎn)動多位閥將樣品腔與磁分離腔連接后，利用注射器來回推拉混合物，使其多次經(jīng)過三維特斯拉結(jié)構(gòu)進行快速混合，形成磁珠-沙門氏菌-聚苯乙烯微球復(fù)合物，并用磁鐵將其捕獲在分離腔中。然后，分別連接兩個清洗腔去除樣品背景和過量的聚苯乙烯微球，再連接葡萄糖腔，在分離腔中利用葡萄糖氧化酶催化葡萄糖產(chǎn)生過氧化氫。最后，連接過氧化氫試紙腔，將催化產(chǎn)物從分離腔轉(zhuǎn)移到過氧化氫試紙腔，導(dǎo)致過氧化氫試紙顏色發(fā)生變化，并利用自主開發(fā)的智能手機App采集并分析試紙圖像，從而實現(xiàn)沙門氏菌的定量檢測。該生物傳感器可在60分鐘內(nèi)檢測低至130 CFU/mL的沙門氏菌，具有成本低、操作簡單、現(xiàn)場檢測等優(yōu)點。

　　中國農(nóng)業(yè)大學(xué)是該研究工作的第一完成單位，博士研究生郭儒雅為第一作者，博士研究生薛麗為共同第一作者，林建涵教授為通訊作者，該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金和Walmart基金會的資助。林建涵教授團隊一直致力于融合工程技術(shù)、生物技術(shù)和納米材料，研究開發(fā)新型的生物傳感器技術(shù)與裝備，為保障食品安全和動物防疫貢獻系統(tǒng)解決方案，近5年已在《生物傳感器與生物電子學(xué)》(Biosensors and Bioelectronics)、《ACS傳感器》(ACS Sensors)、《傳感器與執(zhí)行器B：化學(xué)》(Sensors and Actuators B: Chemical)、《治療診斷學(xué)》(Theranostics)、《芯片實驗室》(Lab on a Chip)、《食品化學(xué)》(Food Chemistry)、《分析化學(xué)》(Analytical Chemistry)等多個學(xué)科頂級期刊發(fā)表六十余篇研究論文。

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