组成图示
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传感器类型
其他（光学薄膜生物传感器）
检测对象
11种食源性病原体：沙门氏菌（Salmonella）、志贺氏菌（Shigella）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、肠耶尔森菌（Yersinia enterocolitica）、单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）、空肠弯曲菌（Campylobacter jejuni）、大肠埃希菌O157:H7（Escherichia coli O157:H7）、副溶血性弧菌（Vibrio parahaemolyticus）、霍乱弧菌（Vibrio cholerae）、克罗诺杆菌（Enterobacter sakazakii）、铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）；实际检测对象为其特异性基因PCR扩增产物；样品基质为细菌培养物DNA及猪肉（pork）加标样品。
检测原理
芯片表面先经肼衍生化，醛基标记的病原菌特异性DNA探针通过醛-肼缩合共价固定，形成识别层。样品经PCR扩增后，生物素标记的靶标片段与互补探针杂交；洗涤去除未结合物后，抗生物素IgG-HRP偶联物结合生物素化杂交链，将HRP引入芯片表面。加入TMB后，HRP催化TMB氧化生成有色沉淀并沉积于光学薄膜表面。沉积质量改变薄膜反射光的干涉波长，使芯片颜色由金色变为蓝/紫色。靶标浓度越高，杂交链和HRP沉积越多，颜色变化越强，最终通过肉眼或显微镜成像判读。
检测灵敏度
LOD: 8.5×10^1 cfu/mL（S. thompson）；实际检测限: 0.4 cfu/g（25 g猪肉，10 cfu/25 g）
效应效果
该芯片对11种病原菌特异性PCR片段均产生对应点阵信号，未观察到假阳性；特异性实验中仅Fimbriae Y探针点显示信号，ipaH探针点无信号。灵敏度方面，0 cfu/mL无信号，8.5×10^1 cfu/mL出现弱信号，5.4×10^2 cfu/mL达到与阳性对照相当的强信号；猪肉加标实验中25 g样品检出10 cfu S. thompson，实际检测限0.4 cfu/g。整个检测约30 min完成，无需昂贵扫描仪器，可肉眼判读，作者认为其比传统培养、ELISA和部分微阵列方法更快速、经济且适合基层实验室。
传感器的构成
- 基底/换能器：硅基光学薄膜芯片（silicon-based optical thin-film chip），光学层反射波长随表面沉积质量变化。
- 表面修饰层：肼衍生化表面（hydrazine-derivatized surface），与探针5′醛基共价偶联。
- 识别元件：醛标记寡核苷酸探针（aldehyde-labeled oligonucleotide probes），含10-dA间隔和40 nt互补序列，固定于芯片并杂交靶标。
- 靶标：生物素化PCR扩增产物（biotinylated PCR amplicons），病原菌特异性基因片段，5′生物素标记。
- 信号标记物：抗生物素IgG-HRP偶联物（anti-biotin IgG–HRP conjugate），结合生物素化杂交链并引入HRP。
- 信号底物：四甲基联苯胺（TMB，tetramethylbenzidine），HRP催化生成有色沉淀，改变薄膜颜色。
- 封闭/杂交缓冲：酸处理酪蛋白（ATC）与5×SSC，降低非特异结合并维持杂交条件。
中文摘要
传统食源性病原体鉴定方法耗时费力，亟需快速可靠的检测技术。本文报道了一种硅基光学薄膜生物传感器芯片，用于高灵敏检测11种食源性病原体。将醛基标记的寡核苷酸探针点样并共价固定于肼衍生化芯片表面，随后使生物素标记的PCR扩增产物与探针杂交。洗涤后，芯片依次孵育抗生物素IgG–HRP偶联物和可沉淀HRP底物TMB；与探针结合的生物素化链经HRP催化在芯片表面产生颜色变化，由金色变为蓝/紫色，可肉眼判读。该方法可在30 min内完成对PCR片段靶标的高灵敏、准确检测，具有稳健、特异、经济且通量可调的特点，为食源性病原体快速筛查提供了实用工具。
英文摘要
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