一种高细菌检测特异性的ATP荧光检测拭子及其使用方法技术

本发明专利技术提供了一种高细菌检测特异性的ATP荧光检测拭子及其使用方法，属于微生物检测技术领域。本发明专利技术的检测拭子包括细菌富集搅拌棒和拭子外壳，所述细菌富集搅拌棒的制备方法，包括：将聚二甲基硅氧烷搅拌棒插入金属有机框架ZIF

【技术实现步骤摘要】
一种高细菌检测特异性的ATP荧光检测拭子及其使用方法


[0001]本专利技术涉及微生物检测
，尤其涉及一种高细菌检测特异性的ATP荧光检测拭子及其使用方法。

技术介绍

[0002]当前，食源性致病菌正对人体安全健康构成持续性威胁。食品中常见的致病菌包括沙门氏菌(salmonella species)、金黄色葡萄球菌(staphylococcus aureus，S.Aureus)、铜绿假单胞菌(pseudomonas aeruginosa.P.aeruginosa)、肠杆菌(enterobacter species)等细菌，常分布在肉制品、蛋制品、乳制品、蔬菜等食物当中，常以食物中毒的方式威胁人体健康。目前常用的检测方法检测时间较长，常常会延误最佳诊疗时间，因此开发现场快速检测的设备以进行检测、识别和监控食品中致病菌的即时指标非常重要。
[0003]灵敏的检测方法和有效的干预措施在减少食源性致病菌的流行中起着至关重要的作用。传统的检测食源性致病菌的诊断方法包括培养法，酶联免疫吸附测定法(ELISA)以及与酶辅助DNA扩增方法偶联的基因测序，如聚合酶链反应(PCR)等，传统方法检测速度慢，检测步骤繁琐，并且多需要实验室仪器实现检测。上述技术虽然为食品中的常见致病菌检测提供了标准，但是为了有效地预防和控制突发公共卫生事件，防止食物中毒事故和食源疾患的发生，它们无法满足现场快速诊断以对病情进行有效控制及各种分析的不同要求。因此，需要建立一种可以实现对食源性致病菌进行快速鉴别与定量分析的现场检测手段。
[0004]为了改进传统策略的弊端，常引入适配体/抗体功能化的纳米信号标签用于检测食源性致病菌和放大信号。常用的适配体/抗体分子成本高，不同厂家之间生产的抗体批次间差异大，不利于走向现场快速检测，此外，适配体具有可逆的折叠特性和低免疫原性，这限制了其广泛应用。因此需要低成本，稳定和灵敏的致病菌检测方法。
[0005]由于ATP只存在于活的细菌中，因此ATP生物发光法被广泛认为是检测活细菌的良好选择。在氧气和Mg
2+
的存在下，ATP为荧光素提供能量，引起由荧光素酶催化的生物发光(BL)反应。生物发光信号与裂解细菌释放的ATP量成正比，可以对活菌进行高灵敏度和高效的检测。同时，生物发光还表现出无需激发的自发光、快速分析、高信号噪声比和灵敏度等显著优势。此外，它还可以应用于成像，实现直观和准确的观察。然而，ATP存在于各种活菌中，缺乏对细菌种类的识别能力。基于ATP的BL检测不能确定目标菌与其他种类的细菌。为了提高BL的选择性，制造特异性探针对于实现对目标菌的检测至关重要。
[0006]噬菌体是侵袭细菌的病毒。相较于抗体、适配体，它们对细菌菌株有更强的选择性和结合亲和力，并对宿主细菌具有天然的特异性，能随细菌的变异而变异，可以用于细菌的鉴定和分型。此外，它们对温度、pH值和离子强度的波动比适配体和抗体更稳定。因此，噬菌体是构建高特异性和高灵敏度的病原体细菌生物传感器的理想生物受体。
[0007]综上所述，噬菌体与生物发光器件的集成在生化传感领域具有非常重要的应用价值。在未来，便携式生物传感器件的主要研究方向仍将是集成、小型化、便携式、高通量和多
功能，实现自动化分析和现场实时测量。两者结合可突破灵敏度低、耗时、步骤繁琐、准确率低等瓶颈，向低成本、易操作和产业化方向发展，应用于食源性致病菌的现场诊断分析，具有广阔的产业化前景。因此，发展一种用于食源性致病菌检测的灵敏度高、检测特异性高、测试时间短、操作简便、成本低的细菌富集搅拌棒
‑
拭子便携式器件成为本领域亟需解决的问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种高细菌检测特异性的ATP荧光检测拭子及其使用方法。本专利技术的检测拭子通过定向的噬菌体修饰的搅拌棒提取和生物增殖协同增强，能够快速捕获和富集食源性致病菌，操作简便且成本低、安全系数高、灵敏度高和测试时间短。
[0009]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0010]本专利技术提供了一种高细菌检测特异性的ATP荧光检测拭子，包括细菌富集搅拌棒和拭子外壳，所述细菌富集搅拌棒的制备方法，包括如下步骤：
[0011](1)将聚二甲基硅氧烷搅拌棒插入金属有机框架ZIF
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90纳米颗粒中，进行金属有机框架材料修饰；
[0012](2)将所述金属有机框架材料修饰后的聚二甲基硅氧烷搅拌棒插入噬菌体混合溶液中进行噬菌体修饰；
[0013](3)将所述噬菌体修饰后的聚二甲基硅氧烷搅拌棒用牛血清白蛋白溶液封闭，得到细菌富集搅拌棒。
[0014]优选的，所述拭子外壳包括拭子头部、密封棒、进液通道、搅拌棒卡槽和密封外壳；
[0015]所述拭子头部为一空腔，所述密封棒位于拭子头部的空腔内；
[0016]所述密封棒一端封闭，另一端伸出拭子头部与进液通道密封连接；
[0017]所述进液通道的另一端设置有搅拌棒卡槽；
[0018]所述细菌富集搅拌棒包括中空的棒体和棒头，所述中空的棒体靠近棒头的位置具有出液孔；
[0019]所述细菌富集搅拌棒远离棒头的一端与所述搅拌棒卡槽卡接；
[0020]所述密封外壳位于所述进液通道和所述细菌富集搅拌棒的外部，且两部分的密封外壳可拆卸连接；
[0021]所述拭子头部装有pH为5.5～6.5的荧光素和荧光素酶的混合液。
[0022]优选的，所述聚二甲基硅氧烷搅拌棒是将所述中空的棒体插入聚二甲基硅氧烷和固化剂乳化后的乳化液中，经固化得到；
[0023]所述聚二甲基硅氧烷与固化剂的质量比为(8～12)：1；所述聚二甲基硅氧烷和固化剂的总质量与水的质量比为(1～2)：1；所述乳化的转速为500～1000rpm，时间为4～6min；
[0024]所述中空的棒体插入所述乳化液中的深度为2～5cm；
[0025]所述固化的温度为100～150℃，所述固化的时间为40～60min。
[0026]优选的，所述金属有机框架ZIF
‑
90纳米颗粒的制备方法为：将二水合醋酸锌的DMF溶液与咪唑
‑2‑
甲醛的DMF溶液混合反应，得到金属有机框架ZIF
‑
90纳米颗粒。
[0027]优选的，所述二水合醋酸锌的DMF溶液中二水合醋酸锌的浓度为0.2～0.6M，所述
咪唑
‑2‑
甲醛的DMF溶液中咪唑
‑2‑
甲醛的浓度为0.4～1.2M；所述二水合醋酸锌的DMF溶液与咪唑
‑2‑
甲醛的DMF溶液的体积比为(6
‑
10)：(6
‑
10)；
[0028]所述反应的转速为3000～5000r/min，时间为5～15min。
[0029]优选的，所述金属有机框架材料修饰的时间为5～15min。
[0030]优选的，所述噬菌体混合溶液由噬菌体溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高细菌检测特异性的ATP荧光检测拭子，包括细菌富集搅拌棒和拭子外壳，其特征在于，所述细菌富集搅拌棒的制备方法，包括如下步骤：(1)将聚二甲基硅氧烷搅拌棒插入金属有机框架ZIF
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90纳米颗粒中，进行金属有机框架材料修饰；(2)将所述金属有机框架材料修饰后的聚二甲基硅氧烷搅拌棒插入噬菌体混合溶液中进行噬菌体修饰；(3)将所述噬菌体修饰后的聚二甲基硅氧烷搅拌棒用牛血清白蛋白溶液封闭，得到细菌富集搅拌棒。2.根据权利要求1所述的ATP荧光检测拭子，其特征在于，所述拭子外壳包括拭子头部、密封棒、进液通道、搅拌棒卡槽和密封外壳；所述拭子头部为一空腔，所述密封棒位于拭子头部的空腔内；所述密封棒一端封闭，另一端伸出拭子头部与进液通道密封连接；所述进液通道的另一端设置有搅拌棒卡槽；所述细菌富集搅拌棒包括中空的棒体和棒头，所述中空的棒体靠近棒头的位置具有出液孔；所述细菌富集搅拌棒远离棒头的一端与所述搅拌棒卡槽卡接；所述密封外壳位于所述进液通道和所述细菌富集搅拌棒的外部，且两部分的密封外壳可拆卸连接；所述拭子头部装有pH为5.5～6.5的荧光素和荧光素酶的混合液。3.根据权利要求2所述的ATP荧光检测拭子，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷搅拌棒是将所述中空的棒体插入聚二甲基硅氧烷和固化剂乳化后的乳化液中，经固化得到；所述聚二甲基硅氧烷与固化剂的质量比为(8～12)：1；所述聚二甲基硅氧烷和固化剂的总质量与水的质量比为(1～2)：1；所述乳化的转速为500～1000rpm，时间为4～6min；所述中空的棒体插入所述乳化液中的深度为2～5cm；所述固化的温度为100～150℃，所述固化的时间为40～60min。4.根据权利要求3所述的ATP荧光检测拭子，其特征在于，所述金属有机框架ZIF
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90纳米颗粒的制备方法为：将二水合醋酸锌的DMF溶液与咪唑
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甲醛的DMF溶液混合反应，得到金属有机框架ZIF
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90纳米颗粒。5.根据权利要求4所述的ATP荧光检测拭子，其特征在于，所述二水合醋...

【专利技术属性】
技术研发人员：周仁杰，刘白璐，干宁，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：