近紅外激光在食源性致病菌快速檢測(cè)中的應(yīng)用基礎(chǔ)研究.pdf

1、食源性致病菌是引起食源性疾病的首要原因?，F(xiàn)有檢測(cè)方法或前處理步驟復(fù)雜、檢測(cè)結(jié)果假陽性率偏高，或儀器龐大昂貴、對(duì)環(huán)境要求高，都不適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的快速檢測(cè)。近紅外激光技術(shù)具有快速、穿透性強(qiáng)、無破壞、無污染的優(yōu)點(diǎn)，研究嘗試將近紅外激光與現(xiàn)有技術(shù)相結(jié)合，克服其局限性，實(shí)現(xiàn)食源性致病菌快速靈敏檢測(cè)。具體內(nèi)容如下：
　　1、基于近紅外激光成像技術(shù)的食源性致病菌的分類鑒別研究。首先搭建了近紅外激光成像系統(tǒng)，采集四組細(xì)菌（大腸桿菌 E.coli、金黃色

2、葡萄球菌S.aureus、沙門氏菌S.typhimurium以及三種細(xì)菌混合物）菌落的紋理圖像；運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)矩對(duì)其進(jìn)行歸一化預(yù)處理，消除菌落大小不一致的影響；接著從中提取Zernike矩特征，作為分類模型的輸入；最后有比較地利用線性（LDA、KNN與PLSDA）和非線性（BPANN、SVM與ELM）算法建立分類模型，非線性模型識(shí)別效果優(yōu)于線性模型，尤其是ELM模型，達(dá)到95％。研究表明利用近紅外激光成像系統(tǒng)結(jié)合模式識(shí)別算法可以實(shí)現(xiàn)食源性致病

3、菌的快速分類鑒別。
　　2、近紅外激發(fā)上轉(zhuǎn)換熒光光譜定量檢測(cè)單一食源性致病菌（以E.coli為例）。首先制備上轉(zhuǎn)換納米顆粒（NaYF4:Yb3+, Er3+），然后將其與E.coli特異性抗體結(jié)合，作為熒光探針，捕獲E.coli。采用離心法分離出未結(jié)合的探針，測(cè)其熒光光譜，建立上轉(zhuǎn)換熒光強(qiáng)度與菌液濃度關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)曲線，相關(guān)系數(shù)為0.9802，檢測(cè)范圍為42-42×106 cfu ml-1，檢測(cè)限為10 cfu ml-1，說明本方法檢

4、測(cè)范圍廣，靈敏度高。最后將本方法用于食物中E.coli的檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果與制樣前添加濃度基本一致，說明本方法可用于實(shí)際食物中致病菌的檢測(cè)，結(jié)果準(zhǔn)確可靠。我們還將本方法與目前現(xiàn)有免疫標(biāo)記方法作了對(duì)比，結(jié)果表明無論是檢測(cè)范圍還是檢測(cè)限，本方法均表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)。
　　3、近紅外激發(fā)上轉(zhuǎn)換熒光光譜同時(shí)檢測(cè)多種食源性致病菌（以E.coli和S.aureus為例）。首先制備上轉(zhuǎn)換納米顆粒（NaYF4:Yb3+, Er3+和NaYF4:Yb3+

5、, Tm3+），然后將其分別與E.coli和S.aureus特異性抗體結(jié)合，等量混合后形成多標(biāo)記熒光探針，同時(shí)檢測(cè)E.coli和S.aureus。采用離心法分離出未結(jié)合的探針，測(cè)其熒光光譜，根據(jù)兩種細(xì)菌各自的特征峰，分別建立熒光強(qiáng)度與菌液濃度關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)曲線。其中E.coli標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)為0.9800，檢測(cè)范圍為47-47×106 cfu ml-1，檢測(cè)限為13 cfu ml-1；S.aureus標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)為0.9657，檢測(cè)范