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近日，中國農大信息與電氣工程學院林建涵教授團隊在傳感器領域著名期刊《生物傳感器與生物電子學》(Biosensors and Bioelectronics)發表最新研究成果，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生在食品供應鏈的任何環節。沙門氏菌篩查是預防和控制食源性疾病暴發的關鍵，然而現有的沙門氏菌檢測方法(培養法、聚合酶鏈式反應和酶聯免疫吸附測定)分別存在檢測時間太長、前處理較復雜、靈敏性不足等缺點。因此，研究開發快速、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移操作，實現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先置于微流控芯片外圍的相應腔室之中，通過轉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，使其多次經過三維特斯拉結構進行快速混合，形成磁珠-沙門氏菌-聚苯乙烯微球復合物，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生過氧化氫。最后，連接過氧化氫試紙腔，將催化產物從分離腔轉移到過氧化氫試紙腔，導致過氧化氫試紙顏色發生變化，并利用自主開發的智能手機App采集并分析試紙圖像，從而實現沙門氏菌的定量檢測。該生物傳感器可在60分鐘內檢測低至130 CFU/mL的沙門氏菌，具有成本低、操作簡單、現場檢測等優點。
中國農業大學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、生物技術和納米材料，研究開發新型的生物傳感器技術與裝備，為保障食品安全和動物防疫貢獻系統解決方案，近5年已在《生物傳感器與生物電子學》(Biosensors and Bioelectronics)、《ACS傳感器》(ACS Sensors)、《傳感器與執行器B：化學》(Sensors and Actuators B: Chemical)、《治療診斷學》(Theranostics)、《芯片實驗室》(Lab on a Chip)、《食品化學》(Food Chemistry)、《分析化學》(Analytical Chemistry)等多個學科頂級期刊發表六十余篇研究論文。
浙公網安備 33010602000006號
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