本文關(guān)鍵詞：快速檢測大腸桿菌和銅綠假單胞菌的傳感方法的建立

  更多相關(guān)文章： 大腸桿菌 銅綠假單胞菌 一次性絲網(wǎng)印刷電極 光電型生物傳感器 電流型生物傳感器

【摘要】：環(huán)境、飲水、食品中的致病菌是危害人體健康的重要因素。近年來，，世界各地不同規(guī)模的食源性致病菌導(dǎo)致的疾病爆發(fā)事件時(shí)有發(fā)生，全球每年因食品和飲用水的細(xì)菌污染導(dǎo)致的死亡有上百萬人。主要致病菌有大腸桿菌、副溶血弧菌、李斯特氏菌、金黃葡萄球菌、沙門氏菌等。食源性致病菌的檢測對于食源性疾病預(yù)防與控制起著至關(guān)重要的作用。因此，為了有效控制食品質(zhì)量、保證食品安全、避免突發(fā)性疾病以及最大程度減小社會和經(jīng)濟(jì)的不穩(wěn)定因素，建立簡便、快速、高效和成本低廉的食源性致病菌檢測手段，成為目前食品現(xiàn)場快速檢測的迫切需求。本文建立了快速檢測大腸桿菌和銅綠假單胞菌的電流型和光電型兩種生物傳感器，對其檢測性能進(jìn)行了評估。原理、過程及結(jié)果概括如下： 1.檢測銅綠假單胞菌的光電型生物傳感方法的建立：銅綠假單胞菌可以分泌細(xì)胞色素氧化酶，能使細(xì)胞色素C氧化，而氧化型細(xì)胞色素C可以使鹽酸二甲基對苯二胺氧化，產(chǎn)生顏色反應(yīng)。該顏色反應(yīng)的深淺和銅綠假單胞菌的濃度之間呈明顯的線性關(guān)系。本實(shí)驗(yàn)根據(jù)此反應(yīng)原理，設(shè)計(jì)一種便攜型光電型試紙條，在該試紙條上包被鹽酸二甲基對苯二胺氧化反應(yīng)液，測試時(shí)將樣品溶液加到試紙條的加樣孔處，用自行研制的光電檢測儀測定不同濃度的銅綠假單胞菌對應(yīng)的反應(yīng)體系光反射率的大小，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，并優(yōu)化反應(yīng)條件，從而建立光電型生物傳感方法對銅綠假單胞菌的檢測。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，用該方法檢測銅綠假單胞菌的方程為：Y=1527.35714-133.96429X，相關(guān)系數(shù)為R=-0.99974(p0.01)，檢測限為103CFU/mL，樣品檢測時(shí)間低于5分鐘。該方法具有快速、簡便、能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場檢測的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過進(jìn)一步的改進(jìn)和優(yōu)化，有望在生產(chǎn)實(shí)踐中得到應(yīng)用。 2.檢測大腸桿菌的光電型生物傳感方法的建立：用異丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(IPTG)對大腸桿菌進(jìn)行誘導(dǎo)使大腸桿菌分泌β-半乳糖苷酶，將黃色的氯酚紅-β-D-吡喃半乳糖苷(CPRG)加入到催化好的含有β-半乳糖苷酶的待測液中，反應(yīng)生成紅色的氯酚紅(CPR)，反應(yīng)顏色變化的深淺和大腸桿菌的濃度呈良好的對應(yīng)關(guān)系。測試時(shí)，將該反應(yīng)體系滴入自制的光電型試紙條中用光電型傳感儀檢測光反射率，反射率的高低與樣品中大腸桿菌的濃度呈反比關(guān)系，由此建立檢測大腸桿菌的光電型傳感方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，用光電傳感方法檢測大腸桿菌，反應(yīng)體系適宜pH=7.5，酶促反應(yīng)時(shí)間為4h。樣品中細(xì)菌濃度的對數(shù)與反射光信號值之間呈現(xiàn)良好的對應(yīng)關(guān)系，方程為Y=1426.10485-97.23368X，相關(guān)系數(shù)為R=-0.98944(P0.01)，檢測限可達(dá)104CFU/mL，樣品檢測時(shí)間低于5分鐘�；陬伾磻�(yīng)的光電傳感方法檢測大腸桿菌具有快速、簡便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，為檢測大腸桿菌提供了新思路，具有良好的進(jìn)一步研發(fā)和應(yīng)用前景。 3.檢測大腸桿菌的電流型生物傳感方法的建立：用異丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(IPTG)對大腸桿菌進(jìn)行誘導(dǎo)使大腸桿菌分泌β-半乳糖苷酶，β-半乳糖苷酶特異性作用于4-(2-吡啶偶氮)-鄰苯三酚(PAPG)，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生4-氨基酚(PAP)，該氧化還原反應(yīng)所產(chǎn)生的電流值與樣品中大腸桿菌濃度呈良好的線性對應(yīng)關(guān)系。因此用基于一次性絲網(wǎng)印刷電極的電化學(xué)生物傳感器檢測該反應(yīng)所產(chǎn)生的電流，繪制相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)曲線，從而建立了檢測檢測大腸桿菌的電流型生物傳感方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：反應(yīng)體系最佳PH=7.5，酶促反應(yīng)最佳時(shí)間為45min，樣品中細(xì)菌濃度與電流響應(yīng)值之間呈現(xiàn)良好的對應(yīng)關(guān)系，方程為Y=1.1346×10~(-6)+1.8950×10~(-5)X，R~2=0.98943(p0.01)，最低檢測限為103CFU/mL，樣品檢測時(shí)間低于10分鐘。此方法準(zhǔn)確性和特異性良好，應(yīng)用基于酶反應(yīng)體系的傳感方法檢測大腸桿菌具有快速、簡便、靈敏的優(yōu)點(diǎn)，適合大批量樣品快速篩選。
【關(guān)鍵詞】：大腸桿菌 銅綠假單胞菌 一次性絲網(wǎng)印刷電極 光電型生物傳感器 電流型生物傳感器
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：R378
【目錄】：

• 摘要5-8
• ABSTRACT8-14
• 第一章 前言14-24
• 1 大腸埃希氏菌與銅綠假單胞菌污染現(xiàn)狀及危害14-16
• 1.1 大腸桿菌污染現(xiàn)狀及其危害14-15
• 1.2 銅綠假單胞菌污染現(xiàn)狀及其危害15-16
• 2 常見致病菌檢測方法的研究進(jìn)展16-18
• 2.1 傳統(tǒng)的致病菌檢測方法16
• 2.2 基于免疫學(xué)的檢測方法16-17
• 2.3 基于 PCR 技術(shù)的檢測方法17
• 2.4 基因芯片技術(shù)在檢測中的應(yīng)用17-18
• 3 生物傳感器在食源性致病菌檢測中的應(yīng)用18-22
• 3.1 生物傳感器的工作原理18-19
• 3.2 生物傳感器分類及在檢測病原微生物中的應(yīng)用19-22
• 3.2.1 電化學(xué)生物傳感器在檢測病原菌中的應(yīng)用20-21
• 3.2.2 光電型生物傳感法在檢測病原菌中的應(yīng)用21-22
• 4 生物傳感法檢測大腸桿菌和銅綠假單胞菌的理論基礎(chǔ)22-23
• 5 本課題的研究主要內(nèi)容和意義23-24
• 第二章 快速檢測銅綠假單胞菌光電型傳感方法的建立24-40
• 1 材料與方法24-33
• 1.1 實(shí)驗(yàn)材料24
• 1.2 實(shí)驗(yàn)方法24-33
• 1.2.1 光電型傳感器的設(shè)計(jì)和工作原理24-30
• 1.2.2 光電型傳感器檢測銅綠假單胞菌的原理30
• 1.2.3 光電型傳感器試紙條的制作30-31
• 1.2.4 反應(yīng)條件的測定31-32
• 1.2.5 光電傳感法檢測銅綠假單胞菌標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制32
• 1.2.6 試紙條穩(wěn)定性檢測32
• 1.2.7 準(zhǔn)確性和回收率的測定32-33
• 1.2.8 光電傳感方法檢測銅綠假單胞菌的效果與傳統(tǒng)的平板法效果對比33
• 2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果33-38
• 2.1 便攜式光電型生物傳感器研制結(jié)果33
• 2.2 光電型試紙條制備效果33-34
• 2.3 不同濃度銅綠假單胞菌反應(yīng)后試紙條反射光信號值隨時(shí)間變化的曲線34
• 2.4 pH 對試紙條光反射強(qiáng)度影響曲線34-35
• 2.5 最適鹽酸二甲基對苯二胺濃度35
• 2.6 光電型傳感器檢測銅綠假單胞菌的標(biāo)準(zhǔn)曲線35-36
• 2.7 試紙條穩(wěn)定性測試結(jié)果36
• 2.8 準(zhǔn)確率與回收率的檢測結(jié)果36-37
• 2.9 光電傳感方法檢測銅綠假單胞菌的效果與傳統(tǒng)的平板法效果對比37-38
• 3 討論38-39
• 4 結(jié)論39-40
• 第三章 快速檢測食品中大腸桿菌光電型傳感方法的建立40-51
• 1 材料與方法40-45
• 1.1 實(shí)驗(yàn)材料40-41
• 1.2 實(shí)驗(yàn)方法41-45
• 1.2.1 光電型傳感方法檢測食品中大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理41
• 1.2.2 光電型傳感器的檢測過程41-42
• 1.2.3 大腸桿菌的篩選、培養(yǎng)與反應(yīng)體系的組長42-43
• 1.2.4 反應(yīng)條件的優(yōu)化43
• 1.2.5 光電傳感方法檢測大腸桿菌的標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制43-44
• 1.2.6 準(zhǔn)確性的測定44
• 1.2.7 回收率的測定44
• 1.2.8 光電傳感方法檢測大腸桿菌的效果與傳統(tǒng)的平板法效果對比44-45
• 2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果45-49
• 2.1 光電試紙條制備的檢測實(shí)物圖45
• 2.2 不同濃度大腸桿菌反應(yīng)后試紙條反射光信號值隨時(shí)間變化的曲線45-46
• 2.3 不同 pH 顯色反應(yīng)后試紙條光反射強(qiáng)度變化曲線46-47
• 2.4 光電型傳感器檢測大腸桿菌的標(biāo)準(zhǔn)曲線47
• 2.5 準(zhǔn)確率及回收率的檢測結(jié)果47-48
• 2.6 光電傳感方法檢測大腸桿菌的效果與傳統(tǒng)的平板法效果對比48-49
• 3 討論49-50
• 4 結(jié)論50-51
• 第四章 基于β-半乳糖苷酶為生物信標(biāo)的檢測大腸桿菌的傳感方法51-71
• 1 材料與方法51-61
• 1.1 實(shí)驗(yàn)材料51-52
• 1.2 實(shí)驗(yàn)方法52-61
• 1.2.1 電流型傳感器的設(shè)計(jì)和工作原理52-56
• 1.2.2 電流型傳感器檢測大腸桿菌的原理56-57
• 1.2.3 大腸桿菌的培養(yǎng)、篩選及保存57
• 1.2.4 反應(yīng)體系的組成57
• 1.2.5 傳感器測試方法的建立57-59
• 1.2.6 電流型生物傳感方法檢測大腸桿菌的標(biāo)準(zhǔn)曲線制作59
• 1.2.7 電流型生物傳感方法檢測大腸桿菌的條件優(yōu)化59
• 1.2.8 準(zhǔn)確度的測定59-60
• 1.2.9 電流型生物傳感方法檢測大腸桿菌與平板計(jì)數(shù)法效果比較60-61
• 2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果61-69
• 2.1 底物 PAPG 的電化學(xué)活性61-62
• 2.2 產(chǎn)物 PAP 的電化學(xué)活性掃描圖及標(biāo)準(zhǔn)曲線62-63
• 2.3 電流型傳感器檢測大腸桿菌的掃描曲線63-65
• 2.4 電流型生物傳感法檢測大腸桿菌的標(biāo)準(zhǔn)曲線65
• 2.5 實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化65-67
• 2.5.1 促反應(yīng)時(shí)間對電極響應(yīng)電流的影響65-66
• 2.5.2 支持液 pH 值對電極響應(yīng)電流的影響66-67
• 2.6 實(shí)驗(yàn)樣品檢測67-68
• 2.7 準(zhǔn)確性檢測結(jié)果68-69
• 3 討論69-70
• 4 結(jié)論70-71
• 第五章 全文總結(jié)71-73
• 參考文獻(xiàn)73-82
• 致謝82-83
• 發(fā)表論文情況83

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 杜慧心;趙迪;劉美艷;;生物傳感器及其在食品檢測中的應(yīng)用[J];北京農(nóng)業(yè);2011年18期

2 盧智遠(yuǎn),牛中奇,劉啟,周永軍,梁安慧;一種微生物檢測的生物電化學(xué)方法研究[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2005年03期

3 徐璇;鐘禮立;張兵;蔡瑞云;段貞;林小娟;張愛民;;熒光實(shí)時(shí)定量PCR檢測銅綠假單胞菌方法建立及價(jià)值[J];中國醫(yī)師雜志;2006年12期

4 楊小兵;食品污染與食品安全控制[J];湖北預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志;2003年01期

5 舒柏華,趙志耀,徐順清,周宜開;利用生物發(fā)光分析技術(shù)快速檢測微生物的方法學(xué)研究[J];發(fā)光學(xué)報(bào);1999年01期

6 章竹君,秦偉;光纖化學(xué)發(fā)光和生物發(fā)光傳感器[J];分析科學(xué)學(xué)報(bào);1997年01期

7 李文勇,刁伯民;國標(biāo)法和紙片法對餐具大腸菌群檢測比較[J];中國國境衛(wèi)生檢疫雜志;1994年06期

8 張淑紅;吳清平;徐曉可;張菊梅;潘寶怡;彭飛艇;;桶裝水中銅綠假單胞菌檢測方法的比較[J];現(xiàn)代食品科技;2011年11期

9 張昕悅;張秀軍;何聰芬;李萌;高路;;聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)檢測化妝品中的銅綠假單胞菌[J];日用化學(xué)工業(yè);2012年04期

10 馮敏,高岳,呂海燕,楊書華,萬定珍,王澤港,羅時(shí)石,馬飛,葛才林;ATP發(fā)光技術(shù)測定輻照前脫水蔬菜和調(diào)味品的含菌量[J];核農(nóng)學(xué)報(bào);2005年04期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 楊平;食品中4種致病微生物的多聯(lián)PCR快速檢測技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2007年

2 楊麗娟;基于碳納米管修飾電極檢測農(nóng)藥殘留的酶生物傳感器研究[D];吉林大學(xué);2009年

本文編號：1008206