[发明专利]一种食源性致病菌的快速检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种食源性致病菌的快速检测方法及系统，通过将掺杂Tm元素的上转换发光材料(UCNPs_Tm)与磁性富集材料(Mems)填充至聚苯乙烯微球中，形成多特性粒子，并将食源性致病菌的特异性识别元件连接至多特性粒子表面，作为荧光捕捉探针；再将其特异性适配体(Apt)与掺杂Er元素的上转换发光材料(UCNPs_Er)进行连接，形成UCNPs_Er‑Apt信号探针。当待测物不存在时，荧光捕捉探针与信号探针独立存在。当待测物存在时，由于适配体、抗体对待测物的特异性识别，形成信号探针‑待测物‑荧光捕捉探针复合物，经磁分离后，复合物在980nm近红外光激发下，产生荧光信号，因此，基于此原理建立了待测物浓度和荧光强度的关系曲线，实现食源性致病菌快速高灵敏检测的目的。

技术领域

本发明属于检测技术领域，利用纳米传感、荧光、成像等技术手段实现食源性致病菌的快速高灵敏检测，具体涉及一种食源性致病菌的快速检测方法及系统。

背景技术

食源性致病菌污染途径广，不易被察觉，易产毒素，严重危害人们身体健康，近年来，由于牛奶中食源性致病菌所引起的安全问题不断出现，给社会公共卫生安全造成了严重威胁。传统检测方法虽然具有成本低、准确度高的优点，但操作步骤繁琐、鉴定微生物种类有限，无法满足快速检测的需求。分子生物学等方法虽然具有快速、高灵敏度的优点，但存在所需设备昂贵、需要专业人员操作及出现假阳性等缺点。因此，为了避免食源性致病菌所带来的危害，更好地监视相关食源性疾病的发生和传播，建立快速高灵敏的牛奶中食源性致病菌检测方法具有十分重要的意义。上转换荧光技术作为近年来应用较多的一种新型荧光技术，在检测中具有荧光背景低、光学性质稳定等优点，可提高检测系统的灵敏度，被广泛应用于生物分析和成像领域。

目前，将上转换发光材料与磁性富集材料填充至聚苯乙烯微球中制备多特性粒子，作为荧光捕捉探针；以特异性识别元件与上转换发光材料连接，作为信号探针，结合荧光光谱及成像技术实现食源性致病菌的快速、高灵敏检测仍未见报道。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明提出了一种食源性致病菌的快速检测方法及系统，目的在于其灵敏度高、可靠性强、检测速度快的食源性致病菌的快速检测方法，能够实现对典型食源性致病菌检测的目的，适用于食品安全、环境监测等技术领域。

本发明所采用的技术方案如下：

一种食源性致病菌的快速检测方法，将掺杂一种元素的上转换发光材料UCNPs₁与磁性富集材料Mems填充至聚苯乙烯微球中，并将食源性致病菌的抗体连接至聚苯乙烯微球表面，形成多特性粒子，作为荧光捕捉探针；再将食源性致病菌的特异性适配体Apt与掺杂另一种元素的上转换发光材料UCNPs₂进行连接，形成UCNPs_Er-Apt信号探针；当待测物不存在时，荧光捕捉探针与信号探针独立存在；当待测物存在时，由于适配体、抗体对待测物的特异性识别，形成信号探针-待测物-荧光捕捉探针复合物，经磁分离后，复合物在980nm近红外光激发下，产生荧光信号，基于此原理建立了待测物浓度和荧光强度的关系曲线，实现食源性致病菌的快速高灵敏定量检测；该方法适用于食品安全、环境监测等技术领域。

进一步，所述多特性粒子以聚合物微球为基底进行制备，聚合物微球是直径在纳米级至微米级的球形高分子复合材料，对于单分散且表面功能化的聚合物微球具有良好的物理性能和化学性能。

进一步，所述聚苯乙烯微球是基于分散聚合法制备，在制备聚苯乙烯微球的过程中，将AIBN、PVP、无水乙醇分别作为引发剂、稳定剂、分散介质，在通氩气的环境下进行反应；步骤为：首先向四口圆底烧瓶通入氩气10-15分钟，除去残留的氧气，加入含有PVP的无水乙醇；将AIBN溶于苯乙烯中，加入至体系充分混合，在50-55℃下反应30-40分钟，再升高温度至70-75℃，反应12-14小时。聚合反应结束后，用筛网过滤产物混合液，洗涤三次，除去未反应的杂质，最后将产物分散在乙醇水溶液中从而得到粒径均一的聚苯乙烯微球。