[发明专利]用于检测大肠杆菌O157:H7的三维光子晶体微球及其检测平台和非标记检测方法

说明书

本发明公开了一种用于检测大肠杆菌O157:H7的三维光子晶体微球及其检测平台和非标记检测方法，所述三维光子晶体微球为表面进行氨基基团修饰和羧基基团修饰的微球，并通过微球上的活泼酯与适配体形成酰胺键将能够特异性识别大肠杆菌O157:H7的氨基化核酸适配体固定于微球表面。本发明还搭建了检测平台，以智能手机和金相显微镜作为成像和图像采集工具，三维光子晶体微球作为捕获工具。本发明利用检测平台实现对大肠杆菌O157:H7的定性和定量分析，并且本发明的检测方法快速简便，检测成本低，特异型好，对大肠杆菌O157:H7的线性检测范围宽，样品量少，满足快速即时检测实际样品中大肠杆菌O157:H7的需求。

技术领域

本发明属于分析检测，具体涉及一种用于检测大肠杆菌O157:H7的三维光子晶体微球及其检测平台和非标记检测方法。

背景技术

肠出血性大肠杆菌(enterohemorrhage Escherichia coli,EHEC)是大肠杆菌的一个亚型，最常见的致病菌之一，包括O157、O111、O26等血清型，大肠杆菌O157:H7(Escherichia coli O157:H7，E.coli O157:H7)是EHEC中最典型的一种血清型。大肠杆菌O157:H7属于条件致病菌，在一定条件下可以引起人和多种动物发生胃肠道感染或尿道等多种局部组织器官感染，其毒性极强且感染剂量极低，50～100个细菌即可引发感染，感染剂量甚至低至5个细菌，致死率2％～10％。被大肠杆菌O157:H7感染后的典型病例一般表现为突然发生的腹部绞痛和非血性腹泻，超过70％的病人数天后发展成出血性腹泻，无粪质，不发热或仅有轻度发热，血白细胞计数增多，30％～60％的病人有呕吐现象；30％的病人有低度发热症状；3％～5％的病人能够发展更加严重的疾病如出血性结肠炎(haemorrhagiccolitis,HC)，并发溶血性尿毒综合症(haemolytic uraemic syndrome,HUS)、血栓性血小板减少性紫癜(thrombocytopenic purpura,TTP)等，导致急性肾衰竭而死亡。大肠杆菌O157:H7因其感染剂量低、传染途径广、致病性和致死率高，目前己成为全球性的公共卫生问题，因此世界各国对大肠杆菌O157:H7的检测开展了大量的研究，其检测方法包括：传统分离鉴定法、免疫学检测法、分子生物学检测法、代谢学检测法等。但是这些常规检测方法均存在一些缺点，比如：操作繁琐且费时费力、仪器昂贵、检测成本高、对操作人员的专业要求很高，难以应用于现场检测和大量样品的检测。因此建立一种快速准确、操作简便、成本低的检测方法，对大肠杆菌O157:H7进行即时有效的监控是十分必要的。

发明内容

发明目的：针对现有常规检测技术存在的问题，本发明提供了一种用于检测大肠杆菌O157:H7的三维光子晶体微球，该光子晶体微球具有大小可控、粒径均一、比表面积大、独特的光学结构色、探针修饰后能够特异性识别并捕获大肠杆菌O157:H7等优点，有效解决了现有技术中大肠杆菌O157:H7检测操作难，检测方法繁琐，时间长，灵敏度低等问题。

本发明还提供一种用于检测大肠杆菌O157:H7的检测平台及其检测方法。本发明的检测方法是基于光子晶体微球结合智能手机在线检测食品中的大肠杆菌O157:H7的方法，该方法可以直接利用三维光子晶体微球结构色结合智能手机和数字图像分析技术对大肠杆菌O157:H7进行无标记的定性和定量检测，无需特殊的示踪标记物，大大降低成本，并且能够有效地解决现有常规检测方法操作繁琐且费时费力、仪器昂贵、检测成本高、对操作人员的专业要求很高，难以应用于现场检测和大量样品的检测的技术难题。

技术方案：为了实现上述目的，本发明所述一种用于检测大肠杆菌O157:H7 的三维光子晶体微球，所述三维光子晶体微球为表面进行氨基基团修饰和羧基基团修饰的微球，并通过微球上的活泼酯与适配体形成酰胺键将能够特异性识别大肠杆菌O157:H7的氨基化核酸适配体固定于微球表面。