樊 凱，陳移平，陳晶晶，王劍平，王維琴

（寧波海通食品科技有限公司，浙江寧波 315300）

由微生物污染引起的食源性疾病已成為了全球關(guān)注的主要公共安全問題。在眾多食源性致病菌中，大腸桿菌O157∶H7是較為嚴重的有害細菌，需開發(fā)簡單、快速及成本低的檢測方法用于實現(xiàn)大腸桿菌O157∶H7的檢測分析[1-2]。傳統(tǒng)用于細菌的檢測方法主要有革蘭氏染色法、生物化學(xué)和血清學(xué)測試、酶聯(lián)免疫吸附法、聚合酶鏈式反應(yīng)法、石英晶體微天平系統(tǒng)及表面等離子體共振法[3-5]。這些方法的缺陷在于需要專業(yè)的技術(shù)人員及昂貴的設(shè)備及試劑?；谑┘敖鸺{米顆粒的特性，開發(fā)一種新型的電化學(xué)免疫傳感器用于大腸桿菌O157∶H7的檢測分析。

1 材料與方法

1.1 試劑及儀器

兔抗大腸桿菌O157∶H7抗體和HRP標記的鼠抗O157∶H7抗體購買自生工生物工程（上海）股份有限公司。電化學(xué)工作站購買自上海辰華儀器有限公司。

1.2 實驗方法

在玻碳電極表面修飾石墨烯和納米金復(fù)合材料，滴加相應(yīng)的兔抗大腸桿菌O157∶H7抗體，孵育2 h之后加入牛血清白蛋白（BSA）封閉，最終得到可以使用的生物傳感器。

2 結(jié)果與分析

2.1 免疫傳感器的分析性能

該免疫傳感器通過靜電相互作用將兔抗大腸桿菌O157∶H7抗體固定在修飾有石墨烯和納米金復(fù)合材料的玻碳電極表面。BSA主要起到封閉電極表面活性位點的作用。與大腸桿菌O157∶H7結(jié)合后，會形成相應(yīng)免疫夾心結(jié)構(gòu)，加入相應(yīng)的底物后，可得到H2O2催化反應(yīng)的氧化還原電流信號。

如圖1所示，在最優(yōu)的反應(yīng)條件下，構(gòu)建的免疫生物傳感器可檢測一系列不同濃度的大腸桿菌O157∶H7。如圖1所示，為生物傳感器針對不同濃度大腸桿菌O157∶H7的典型的方波伏安曲線。發(fā)現(xiàn)峰電流隨著大腸桿菌O157∶H7的濃度的增加而增加，在5.2×10～5.2×106CFU/mL范圍內(nèi)與濃度的對數(shù)成正比。根據(jù)峰電流和濃度的變化關(guān)系，進行線性擬合，標準方程為Ip(μA)=-0.378+0.127C(CFU/mL)（R2=0.995），檢測限達到1.3 CFU/mL。免疫傳感器的分析性能與之前類似的方法相比，具有更高的靈敏度和選擇性。對生物傳感器的選擇性、重復(fù)性及穩(wěn)定性進行了測試。通過測試相應(yīng)非目標物的細菌檢測，該傳感器對大腸桿菌O157∶H7有較好的特異性。重復(fù)性實驗的結(jié)果表明，該傳感器響應(yīng)的相對標準偏差為3.4%。對于傳感器的長期穩(wěn)定性，將電極放置在4 ℃條件下14 d，發(fā)現(xiàn)傳感器的性能僅僅下降為原來的92%。

圖1 方波伏安法檢測大腸桿菌O157∶H7濃度梯度圖及標準曲線

2.2 實際樣本檢測

對該傳感器檢測實際樣本的能力進行評估，結(jié)果顯示，生物傳感器在牛肉和蘋果汁中的回收率為92.3%～104.3%。結(jié)果表明，該傳感器可以用于復(fù)雜食品樣本中大腸桿菌O157∶H7的檢測。

3 結(jié)論

在本研究中，開發(fā)了一種簡單靈敏的阻抗免疫傳感器用于大腸桿菌O157∶H7檢測。該免疫傳感器的優(yōu)勢在于靈敏度高、選擇性好，具有良好的重復(fù)性和穩(wěn)定性。