组成图示
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传感器类型
其他（金表面免疫捕获-光学显微成像生物传感器）
检测对象
大肠杆菌O157:H7（Escherichia coli O157:H7）；样品基质为萝卜缨（turnip greens）表面及mEC+nn增菌液，亦用PBS菌悬液验证
检测原理
该传感器以金表面为免疫捕获界面，DSP作为双功能交联剂将抗大肠杆菌O15多克隆抗体共价固定于金层上，BSA封闭非活性位点。样品中的E. coli O157:H7通过O15抗原与pAbs特异性结合而被捕获在金表面。随后用OsO4固定细菌，保持细胞形态。信号换能不依赖电化学或荧光标记，而是通过光镜和CCD对金表面捕获菌进行直接成像与计数；随机选取10个区域，以cell/mm2表示捕获量。随着目标菌浓度升高，表面捕获菌数量增加，图像计数信号相应增强。DSP修饰提高抗体固定密度和取向，LMIS可区分目标菌与非特异性吸附的食物颗粒，从而降低假阳性。
检测灵敏度
LOD: 10^3 CFU/25 mm2；适用浓度范围: 10^3–10^6 CFU/25 mm2
效应效果
Gold-DSP/LMIS对E. coli O157:H7 204P和301C灵敏度100%，特异性90%；与间接ELISA一致，pAbs对目标菌反应显著高于其他大肠杆菌、沙门氏菌和李斯特菌。LOD为10^3 CFU/25 mm2，作者认为与商业快速试纸（RapidCheck 10^4 CFU/mL、Singlepath 10^4–10^6 CFU/mL）可比，但低于SPR/QCM。萝卜缨加标中，初始10^1和10^2 CFU/25 g经10 h增菌后分别检测为2641±394和15383±3853 cell/mm2；10^2 CFU/25 g在8 h增菌时检测为1767±233 cell/mm2，阴性PBS未检出。实验以N=30报告标准差。食物颗粒非特异吸附存在，但LMIS可区分目标菌，减少假计数，适合新鲜农产品快速检测。
传感器的构成
- 基底：0.17 mm厚显微镜盖玻片，切割为5×5 mm2，经超声清洗，提供支撑与光学透明基底
- 金修饰层：140 nm厚金（Au）层，溅射沉积于玻璃表面，提供抗体固定界面和显微成像背景
- 化学交联修饰层：2 mM二硫双琥珀酰亚胺丙酸酯（DSP，溶于DMSO），与金表面及抗体共价结合，提高抗体固定效率
- 识别元件：抗大肠杆菌O15兔IgG多克隆抗体（pAbs），最佳浓度200 μg/mL，特异性捕获E. coli O157:H7
- 封闭层：1%牛血清白蛋白（BSA），22°C封闭1 h，减少非特异性结合
- 细菌固定处理：四氧化锇（OsO4）处理至少1 h，固定捕获的细菌并保护细胞结构
- 成像读出：光镜（Nikon Eclipse L150）连接冷却CCD相机，1000倍成像并随机10区域计数，输出cell/mm2
中文摘要
本研究旨在验证一种改性金生物传感器结合光学显微成像系统（LMIS）检测萝卜缨中大肠杆菌O157:H7的可行性。金生物传感器以玻璃盖玻片为基底，溅射140 nm金层，并用二硫双琥珀酰亚胺丙酸酯（DSP）和/或蛋白A/G进行表面修饰。其中Gold-DSP传感器与LMIS联用，用于固定抗大肠杆菌O15多克隆抗体（pAbs）并捕获目标菌。研究确定了pAbs的最佳固定浓度和特异性，并评估了Gold-DSP/LMIS的灵敏度、特异性和检出限。结果表明，DSP修饰可显著提高传感器对E. coli O157:H7的捕获量；pAbs对目标菌具有足够特异性，最佳浓度为200 μg/mL。Gold-DSP/LMIS的灵敏度、特异性和LOD分别为100%、90%和10^3 CFU/25 mm2。应用于萝卜缨时，经10 h增菌后，初始10^1和10^2 CFU/25 g样品分别检测到2641±394和15383±3853 cell/mm2。总体而言，该方法可用于萝卜缨中E. coli O157:H7的定性和定量快速检测。
英文摘要
This research aims to demonstrate the feasibility of a modified gold biosensor to detect E. coli O157:H7 in leafy turnip greens. The gold biosensor was modified with dithiobis-succinimidyl propionate (DSP) and/or protein A or G. The gold biosensor modified with DSP (Gold-DSP) was combined with a light microscopic imaging system (LMIS). The optimal concentration and specificity of anti-E. coli O15 polyclonal antibodies (pAbs) on the biosensor were determined. The reliability of Gold-DSP biosensor was investigated by determining the sensitivity, specificity, and limit of detection (LOD) of the Gold-DSP combined with LMIS. The Gold-DSP combined with LMIS was applied to turnip greens for E. coli O157:H7 detection. The modification of Gold biosensor with DSP significantly increased the detected number of E. coli O157:H7. The specificity of pAbs was sufficient to react with target E. coli O157:H7 among the tested bacterial culture. The optimum concentration of pAbs was determined as 200 μg/mL. The sensitivity, specificity, and LOD of Gold-DSP combined with LMIS were determined as 100%, 90%, and 10(3) CFU/25 mm(2) , respectively. When applied to turnip greens, the Gold-DSP combined with LMIS could detect 2641 ± 394 and 15383 ± 3853 cell/mm(2) with the initial concentrations of 10(1) and 10(2) CFU/25 g turnip greens, respectively, after 10 h-enrichment. Overall, this research suggested that the Gold-DSP combined with LMIS could be used to detect E. coli O157:H7 on turnip greens qualitatively and quantitatively.