近日，中國農(nóng)大信息與電氣工程學(xué)院林建涵教授團(tuán)隊在傳感器領(lǐng)域著名期刊《生物傳感器與生物電子學(xué)》(Biosensors and Bioelectronics)發(fā)表最新研究成果，題為“基于滑動閥和注射器的沙門氏菌無源微流控生物傳感器”(Power-free microfluidic biosensing of Salmonellawith slide multivalve and disposable syringe)，在食源性致病菌快速檢測方面研究取得了新進(jìn)展。
 

　　沙門氏菌是造成微生物性食品中毒的主要致病菌，可引起腹瀉、傷寒等食源性疾病，沙門氏菌污染可能發(fā)生在食品供應(yīng)鏈的任何環(huán)節(jié)。沙門氏菌篩查是預(yù)防和控制食源性疾病暴發(fā)的關(guān)鍵，然而現(xiàn)有的沙門氏菌檢測方法(培養(yǎng)法、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)和酶聯(lián)免疫吸附測定)分別存在檢測時間太長、前處理較復(fù)雜、靈敏性不足等缺點。因此，研究開發(fā)快速、簡單、靈敏的沙門氏菌檢測方法對保障食品安全具有重要意義。
 

　　該研究提出了一種不需要任何外部電源的生物傳感器，可在一個微流控芯片上利用滑動多位閥進(jìn)行流體通道選擇和利用一次性注射器進(jìn)行流體轉(zhuǎn)移操作，實現(xiàn)了鼠傷寒沙門氏菌的快速靈敏檢測。首先，將細(xì)菌樣本、免疫磁珠和葡萄糖氧化酶標(biāo)記的免疫聚苯乙烯微球的混合液、清洗液、葡萄糖和過氧化氫試紙預(yù)先置于微流控芯片外圍的相應(yīng)腔室之中，通過轉(zhuǎn)動多位閥將樣品腔與磁分離腔連接后，利用注射器來回推拉混合物，使其多次經(jīng)過三維特斯拉結(jié)構(gòu)進(jìn)行快速混合，形成磁珠-沙門氏菌-聚苯乙烯微球復(fù)合物，并用磁鐵將其捕獲在分離腔中。然后，分別連接兩個清洗腔去除樣品背景和過量的聚苯乙烯微球，再連接葡萄糖腔，在分離腔中利用葡萄糖氧化酶催化葡萄糖產(chǎn)生過氧化氫。最后，連接過氧化氫試紙腔，將催化產(chǎn)物從分離腔轉(zhuǎn)移到過氧化氫試紙腔，導(dǎo)致過氧化氫試紙顏色發(fā)生變化，并利用自主開發(fā)的智能手機(jī)App采集并分析試紙圖像，從而實現(xiàn)沙門氏菌的定量檢測。該生物傳感器可在60分鐘內(nèi)檢測低至130 CFU/mL的沙門氏菌，具有成本低、操作簡單、現(xiàn)場檢測等優(yōu)點。
 

　　中國農(nóng)業(yè)大學(xué)是該研究工作的第一完成單位，博士研究生郭儒雅為第一作者，博士研究生薛麗為共同第一作者，林建涵教授為通訊作者，該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金和Walmart基金會的資助。林建涵教授團(tuán)隊一直致力于融合工程技術(shù)、生物技術(shù)和納米材料，研究開發(fā)新型的生物傳感器技術(shù)與裝備，為保障食品安全和動物防疫貢獻(xiàn)系統(tǒng)解決方案，近5年已在《生物傳感器與生物電子學(xué)》(Biosensors and Bioelectronics)、《ACS傳感器》(ACS Sensors)、《傳感器與執(zhí)行器B：化學(xué)》(Sensors and Actuators B: Chemical)、《治療診斷學(xué)》(Theranostics)、《芯片實驗室》(Lab on a Chip)、《食品化學(xué)》(Food Chemistry)、《分析化學(xué)》(Analytical Chemistry)等多個學(xué)科頂級期刊發(fā)表六十余篇研究論文。