[发明专利]一种检测沙门氏菌的适体生物传感器及其制备方法与应用

说明书

一种检测沙门氏菌的适体生物传感器及其制备方法与应用，属于食品安全技术领域。为了解决现有技术检测沙门氏菌中存在的问题，本发明提供了一种适体生物传感器，其检测原理为SMBs‑cDNA2复合物、适配体Apt2和AuNPs‑cDNA3探针建立的夹心结构SMBs‑Apt2‑AuNPs荧光猝灭系统能够在没有沙门氏菌的情况下保持完整性，系统中的AuNPs与AgNCs发生FRET以猝灭AgNCs的荧光；在有沙门氏菌的情况下，沙门氏菌与作为连接桥梁的Apt2结合，SMBs‑Apt2‑AuNPs系统被破坏，在上清液中悬浮的AuNPs‑cDNA3探针和结合Apt2的沙门氏菌通过磁分离被去除，从而导致荧光不被猝灭。本发明获得的适体生物传感器具有简单、成本低、速度快以及灵敏度高等特点，可用于实时检测食品及食品加工过程中的沙门氏菌污染，尤其是乳制品生产中的沙门氏菌的污染。

技术领域

本发明涉及一种检测沙门氏菌的适体生物传感器及其制备方法与应用，属于食品安全技术领域。

背景技术

食源性致病菌作为引起食物中毒和急性肠道疾病的主要原因之一，对全球食品尤其是乳制品安全造成了重大影响。

沙门氏菌(S.typhimurium)作为常见的食源性病原体之一，其污染可使人类患多种疾病，沙门氏菌会在潜伏12-72小时后引发腹泻、发热和腹痛等症状，严重时可导致脱水、休克、虚脱甚至败血症等。据统计，全世界每年约有1600万人感染沙门氏菌，其中约60万人死亡。沙门氏菌已经被WHO列为具有严重危害和中等危害的食物传播性病原菌。有研究表明，当沙门氏菌的污染量超过10⁵CFU时即可引起健康人体感染。而对于老人、儿童等免疫力低下及易感人群而言，污染量仅为15-20CFU就可引起严重感染。因此，尽早预防和尽快检测沙门氏菌至关重要。

沙门氏菌属于肠杆菌科，是一种兼性厌氧的革兰氏阴性杆菌，其菌体呈两端钝圆的棒状，大小约为(2-5μm)×(0.7-1.5μm)，其在培养基中菌落呈无色半透明圆形状，且表面光滑、边缘平整。沙门氏菌的生长温度范围较广(10℃-42℃)，当温度超过20℃时即能大量繁殖，其中37℃为其最适生长温度。沙门氏菌的环境适应性较强，虽然6.8-7.8是沙门氏菌的最适pH，但其在4.5-9.5的pH范围内也可生长，并且在低水活度的条件下(水活度Aw0.2)仍可长期生存。此外，因为沙门氏菌的培养无需丰富的营养，所以即使是在普通培养基上其也能生长。

抗体存在制备和储存困难等问题，且还可能与不同抗原出现交叉反应。核酸适配体作为一种稳定特异的识别元件，不仅能够特异性识别目标物质，而且还易于多种分子偶联，并与多种信号传导模式相容。因此，开发一种基于核酸适配体的生物传感器对实现快速、灵敏地检测食源性致病菌有着重要意义。

目前，对沙门氏菌的检测方法主要有传统培养法、分子生物学方法以及免疫学方法，如聚合酶链式扩增反应(PCR)、环介导等温扩增技术(LAMP)、酶联免疫吸附法(ELISA)和免疫磁珠分离法(IMS)等。传统培养法检测容易受到食品基质的干扰、周期长且操作过程繁琐，无法满足对于致病菌快速、简单和灵敏检测的要求，因此迫切需要一种操作简单、快速和准确的检测技术。分子生物学方法，例如主流的PCR技术，虽然相对于传统培养方法，PCR技术很大程度的缩短了检测的时间，并且能够实现高灵敏度的检测，然而却需要复杂的核酸提取程序，而且由于死细胞也具有DNA，因此可能会高估活细胞的数量。与PCR方法相比，LAMP减少了对高度复杂设备的需求，并且成本低，反应时间短。但LAMP由于灵敏度过高，可能在环境中产生气溶胶而无法消除，导致结果出现假阳性结果，而且仍然需要核酸提取操作。免疫学方法易环境因素影响、检测成本高、抗体亲和力低等缺点也限制了其应用。免疫学方法存在的问题限制了ELISA、IMS等技术的应用。但是，IMS的磁分离特性具有减少预富集时间、降低食品基质干扰等优点。因此，迫切需要将IMS技术与其他检测技术的联合应用以开发一种简单、经济、快速、灵敏的致病菌检测分析系统。