电化学_生物传感器快速检测大肠杆菌的研究进展.

0引言

水和食品中细菌的检测,特别是致病性细菌

的检测,对于控制传染病、保护环境卫生和人民群众身体健康都有着重要的意义。在水和食品中传播的各种致病性细菌中,大肠杆菌是最为普遍的一种。它是人及各种动物肠道中的常居菌,常随粪便从人及动物体内排出,广泛散播于自然界。人体感染了部分大肠杆菌可引起腹膜炎、出血性肠炎、胆囊炎、阑尾炎和尿道炎等疾病,严重者甚至死亡[1~2]。在卫生质量的评价和控制中,通

常采用大肠杆菌作为指示菌,利用对指示菌的检测和控制来了解水体或食品等的受污染状况,从而评价其质量以保证卫生安全。

大肠杆菌的传统检测方法包括多管发酵法和滤膜法等,存在操作繁琐、检测时间长(一般需要1~2天才能得到结果等缺点,难以满足污染源快速诊断的需要。近年来,许多基于不同检测原理的方法已得到长足的发展,比如聚合酶链反应[3~5]、免疫学检测[6~7]、质谱测定[8]、光学测定[9~10]等等。与传统方法相比,这些方法具有一定的优势,但所需的检测时间仍然较长。因此,建

电化学/生物传感器快速检测大肠杆菌的研究进展

程欲晓,金利通*

(华东师范大学化学系,上海200062

摘

要:大肠杆菌广泛分布于自然界中,通常被用来作为水体系统排泄物污染情况的指示菌。它是大面积

食物中毒的主要原因之一,严重感染者会引发败血症、肾功能衰竭等危及生命的并发症。电化学/生物传感器具有独特的优势,如能在浑浊溶液中操作、选择性好、灵敏度高、检测速度快等,因此在临床检测、环境保护和食品安全等领域得到

了广泛应用。该文主要对电化学/生物传感器快速检测大肠杆菌的研究进展进行了简要的综述。

关键词:大肠杆菌;电化学/生物传感器;快速检测

Development of rapid detection of escherichia coli by

electrochemical sensor and biosensor

Cheng Yu -xiao,Jin Li -tong *

(Department of Chemistry,East China Normal University,Shanghai 200062,China

Abstract:Escherichia coli (E.coli,spreading abroad in natural environment,are commonly used as indicators of fecal contamination in water environments.They are one of the major causes of food-borne outbreaks and can pro -duce life -threatening complications ranging from blood diarrhea to renal failure.Electrochemical sensors and biosensors have more advantages than other methods in that they can operate in turbid media and have good selec -tivity and high sensitivity.Therefore,they are applied widely in clinic diagnostics,environmental protection and food sanitation.This paper reviews briefly the recent development of rapid detection of E.coli by electrochemical sensors and biosensors.

Key words:escherichia coli;electrochemical sensor and biosensors;rapid detection 基金项目:上海市科委No.06dz05824资助项目*通讯联系人,E-mail:ltjin

@ .cn

Vol.29,No.1Mar .2009

化学传感器

CHEMICAL

SENSORS

第29卷第1期2009年3月

立快速检测大肠杆菌的新方法成为环境监测和食品卫生领域专家和学者的一个巨大挑战。

电化学/生物传感器由于其独特的优势,如能在浑浊溶液中操作、选择性好、灵敏度高等,在各类传感器中占着重要的地位。其所测的信号通常是电位、电流、电阻等的变化,可以直接测量,便于仪器自动化、小型化和智能化。近年来,应用各种电化学/生物传感器快速检测大肠杆菌的方法纷纷发展起来[7,11~12]。

1大肠杆菌及其生物学特性

大肠埃希氏菌简称大肠杆菌,分类于肠杆菌

科、埃希氏菌属,革兰氏染色阴性直杆菌,因德国的细菌学家Theodor Escherich 在1885年首次分离出来而得名[13]。大肠杆菌是两端钝圆的短杆菌(如图1,长约2.0~3.0μm ,宽约0.5μm ,有时近似球菌。

大部分大肠杆菌通常没有致病性,但是部分能产生肠毒素,导致人体肠胃炎等疾病[14]。特别是O157型的大肠杆菌会引起腹泻、出血性大肠炎和溶血尿毒症等疾病。当它入侵到肠道外的其它组织器官时,会引起尿道炎、膀胱炎、阑尾炎等,对于免疫力下降的病人还可引起败血症。大肠杆菌的致病物质包括侵袭力、内毒素和肠毒素,侵袭力则包含有K 抗原和定居因子。K 抗原具有抗吞噬、抵抗抗体和补体的作用。定居因子也称粘附素,目前已证实致泻大肠杆菌的定居因子是一种特殊菌毛。含有内毒素的大肠杆菌的细胞壁内具有内毒素活性,脂多糖层的脂类A 是其毒性部位。大肠杆菌的肠毒素是某些大肠杆菌在

生长繁殖过程中释放出来的外毒素,这些菌株称为产毒性大肠杆菌。

大肠杆菌是人及各种动物肠道中的正常寄居菌,常随粪便从人和动物体内排出,广泛传播于自然界,所以环境中一旦检出有大肠杆菌的存在,则意味着直接或间接地