三種致病菌的微流控芯片阻抗檢測研究.pdf

1、面對國內(nèi)出現(xiàn)的多起嚴(yán)重威脅社會公共安全的食品和水源中致病菌中毒事件,以及現(xiàn)有致病菌檢測技術(shù)存在的檢測時間長、檢測設(shè)備龐大、操作繁雜、方法不成熟等等不足,本研究利用具有梯度陣列金電極的微流控芯片,搭建了用于細(xì)菌快速準(zhǔn)確檢測的微流控芯片阻抗分析系統(tǒng),采用微流控芯片上細(xì)菌阻抗定量檢測法及細(xì)菌免疫磁珠分選-DEP富集和微流控芯片阻抗檢測法用于細(xì)菌快速、靈敏、準(zhǔn)確的檢測,為食品和水源中背景復(fù)雜、低含量的細(xì)菌(致病菌)的快速準(zhǔn)確檢測提供了新方法,對

2、食品安全和環(huán)境衛(wèi)生的評價具有重要研究價值和應(yīng)用前景。
　　基于阻抗檢測原理,以微米級尺寸的梯度陣列金電極和微通道的微流控芯片為檢測平臺,搭建了微流控芯片阻抗檢測分析系統(tǒng)?；谠撓到y(tǒng),結(jié)合細(xì)菌懸浮液阻抗特性,建立了微流控芯片上細(xì)菌阻抗定量檢測模式;同時結(jié)合免疫磁珠分選技術(shù)和介電電泳富集技術(shù)建立了細(xì)菌免疫磁珠分選-DEP富集和微流控芯片阻抗檢測模式,通過實驗顯示兩種阻抗檢測模式有效可行,可以減少樣品用量、縮短檢測時間、提高信噪比。

3、r>　　利用微流控芯片阻抗分析系統(tǒng),在微流控芯片上細(xì)菌阻抗定量檢測模式下,在500mV,100Hz~1MHz下對懸浮于5.0μS/cm0.1M甘露醇緩沖液中的金黃色葡萄球菌、鼠傷寒沙門氏菌和大腸桿菌進(jìn)行阻抗譜測定,以1KHz下的阻抗值(|Z|)與細(xì)菌的濃度(C)建立定量關(guān)系曲線,發(fā)現(xiàn)|Z|-logC呈線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)都大于0.98,檢測限分別為2.123105CFU/mL、8.803105CFU/mL、2.323104CFU/mL,檢

4、測時間在10min內(nèi)。該方法與傳統(tǒng)的平板計數(shù)法相比,相對誤差和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在允許范圍內(nèi),說明該系統(tǒng)和方法具有良好的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性?？疾靸煞N致病菌和三種致病菌的混合物的阻抗譜響應(yīng),發(fā)現(xiàn)細(xì)菌的阻抗是緩沖液中致病菌的共同作用結(jié)果,無法實現(xiàn)對混合細(xì)菌的總菌和某種特定細(xì)菌的定量測定。因此,提出了細(xì)菌免疫磁珠分選-DEP富集和微流控芯片阻抗檢測方法。
　　采用原位合成法制備了具有大的比表面積的復(fù)合納米磁珠Fe3O4@SiO2,并對其表面進(jìn)行氨

5、基化改性得到 Fe3O4@SiO2-NH2。然后利用 Fe3O4@SiO2-NH2和EDC/NHS的交聯(lián)作用,Fe3O4@SiO2-NH2與鼠傷寒沙門氏菌抗體共價結(jié)合制備得到免疫磁珠IMNPs。0.2mg/mL IMNPs與混合細(xì)菌中的鼠傷寒沙門氏菌孵育2h,分選得到IMNPs-鼠傷寒沙門氏菌復(fù)合物。利用微流控芯片阻抗分析系統(tǒng),在細(xì)菌免疫磁珠分選-DEP富集和微流控芯片阻抗檢測模式下,施加6Vp-p/500KH的交流信號對IMNPs-鼠

6、傷寒沙門氏菌復(fù)合物進(jìn)行富集并在500mV的擾動下進(jìn)行阻抗測定,建立了IMNPs-鼠傷寒沙門氏菌復(fù)合物中鼠傷寒沙門氏菌濃度(C)與10KHz下阻抗值(|Z|)間的定量關(guān)系|Z|=-29131logC+225893(R2=0.9404),檢測限為1.813102CFU/mL,檢測時間為2.5h。與傳統(tǒng)的平板計數(shù)法相比,具有良好的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性,同時具有較好的選擇性。
　　綜上所述,利用微流控芯片阻抗分析系統(tǒng),在微流控芯片上細(xì)菌阻抗定量