[01498219]乳品中致病菌的高通量磁弹性生物传感器快速检测技术的研究及应用

一、课题来源与背景：该课题《乳品中致病菌的高通量磁弹性生物传感器快速检测技术的研究及应用》是浙江省科技厅公益技术研究科研项目(项目编号为：2015C32108)。金黄色葡萄球菌是引起奶牛乳房炎的主要致病菌之一，也是牛奶的主要致病菌，中国对于乳品中致病菌的检测仍主要停留在分离培养和生化鉴定水平，检测周期较长，操作繁琐，而且新型检测方法技术不成熟，严重限制了对乳品中致病菌的快速检测鉴定能力。因此，快速、简便、准确、高通量检验手段的研究与建立对于乳品致病菌的检测及控制意义重大。磁弹性生物传感器与其他快速检测方式相比，一是具有检测速度快，一次检测耗时仅为1-2小时；二是利用噬菌体与目标物质专一性的作用，保证检测的特异性，避免了假阳性；三是通过更换膜片就能够实现连续检测，操作方便快捷；四是采用磁性放大技术作为信号的传导与接收。排除了其他条件的干扰，提高了检测的灵敏度；五是检测成本低，耗材(膜片)生产成本可控制在2元人民币左右，有很强的推广价值。 二、技术原理及性能指标：该项目利用磁弹性生物传感器的原理，主要制作了带有金黄色葡萄球菌的牛奶样本，并进一步取样提纯得到可以检测的样品。对比了显微镜检测法和磁弹性传感器检测扫频法的优缺点，进一步阐述了扫频检测法的可实现性和优点。构建了磁弹性传感器检测系统，主要包括：磁弹性传感器差分线圈的设计、信号激励模块、功率放大模块、信号调理模块、电源转换模块、传感器检测模块、数据采集模块、数据显示模块等；以能够与金黄色葡萄球菌特异性作用的噬菌体修饰磁弹性膜片并作为敏感元件，固定适配体的无线生物传感器测定金黄色葡萄球菌的试验制备并表征了固定适配体的磁共振生物传感器，检测了相同尺寸的传感器暴露在不同浓度金黄色葡萄球菌溶液中的频率变化。SEM图像可以清晰地表明经过菌处理的传感器表面的变化，为所测频率的变化是由于传感器表面吸附细菌的缘故提供了直观的验证。结果表明，磁弹性传感器对于牛奶中致病菌(金黄色葡萄球菌)具有良好的检测分类作用。对乳品中的致病菌进行检测，通过先进的信号处理方法，获得能够有效识别待检测菌的特征模型；建立乳品中金黄色葡萄球菌定量检测的快速、高通量、高特异性检测方法；为乳品中其他致病菌的检测和控制提供理论基础和技术示范。 三、技术的创造性与先进性：该项目已发表SCI论文1篇，申请专利3项，其中，1项实用新型专利已经授权，另2项发明专利正在实质审查阶段。 四、技术的成熟度，适用范围和安全性：该项目发明《基于涡流反射与透射的无损检测系统 》专利， 专利号：ZL 2016 2 0853405.4，已经授权。 五、应用情况与存在的问题：该项目建立的乳品中致病菌的高通量磁弹性生物传感器快速检测技方法，由于成果处于初期应用阶段，有些细节还需要进一步完善后才能转化广泛应用。