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近日，中国农大信息与电气工程学院林建涵教授团队在传感器领域著名期刊《生物传感器与生物电子学》(Biosensors and Bioelectronics)发表最新研究成果，题为“基于滑动阀和注射器的沙门氏菌无源微流控生物传感器”(Power-free microfluidic biosensing of Salmonellawith slide multivalve and disposable syringe)，在食源性致病菌快速检测方面研究取得了新进展。
沙门氏菌是造成微生物性食品中毒的主要致病菌，可引起腹泻、伤寒等食源性疾病，沙门氏菌污染可能发生在食品供应链的任何环节。沙门氏菌筛查是预防和控制食源性疾病暴发的关键，然而现有的沙门氏菌检测方法(培养法、聚合酶链式反应和酶联免疫吸附测定)分别存在检测时间太长、前处理较复杂、灵敏性不足等缺点。因此，研究开发快速、简单、灵敏的沙门氏菌检测方法对保障食品安全具有重要意义。
该研究提出了一种不需要任何外部电源的生物传感器，可在一个微流控芯片上利用滑动多位阀进行流体通道选择和利用一次性注射器进行流体转移操作，实现了鼠伤寒沙门氏菌的快速灵敏检测。首先，将细菌样本、免疫磁珠和葡萄糖氧化酶标记的免疫聚苯乙烯微球的混合液、清洗液、葡萄糖和过氧化氢试纸预先置于微流控芯片外围的相应腔室之中，通过转动多位阀将样品腔与磁分离腔连接后，利用注射器来回推拉混合物，使其多次经过三维特斯拉结构进行快速混合，形成磁珠-沙门氏菌-聚苯乙烯微球复合物，并用磁铁将其捕获在分离腔中。然后，分别连接两个清洗腔去除样品背景和过量的聚苯乙烯微球，再连接葡萄糖腔，在分离腔中利用葡萄糖氧化酶催化葡萄糖产生过氧化氢。最后，连接过氧化氢试纸腔，将催化产物从分离腔转移到过氧化氢试纸腔，导致过氧化氢试纸颜色发生变化，并利用自主开发的智能手机App采集并分析试纸图像，从而实现沙门氏菌的定量检测。该生物传感器可在60分钟内检测低至130 CFU/mL的沙门氏菌，具有成本低、操作简单、现场检测等优点。
中国农业大学是该研究工作的第一完成单位，博士研究生郭儒雅为第一作者，博士研究生薛丽为共同第一作者，林建涵教授为通讯作者，该研究工作得到了国家自然科学基金和Walmart基金会的资助。林建涵教授团队一直致力于融合工程技术、生物技术和纳米材料，研究开发新型的生物传感器技术与装备，为保障食品安全和动物防疫贡献系统解决方案，近5年已在《生物传感器与生物电子学》(Biosensors and Bioelectronics)、《ACS传感器》(ACS Sensors)、《传感器与执行器B：化学》(Sensors and Actuators B: Chemical)、《治疗诊断学》(Theranostics)、《芯片实验室》(Lab on a Chip)、《食品化学》(Food Chemistry)、《分析化学》(Analytical Chemistry)等多个学科顶级期刊发表六十余篇研究论文。
浙公网安备 33010602000006号
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