基于SERS技术的基底增强效应对比及食源性芽孢快速检测

为了实现食源性芽孢的快速识别,该研究利用表面增强拉曼光谱技术,以产气荚膜梭菌芽孢(C.perfringens spores)、艰难梭菌芽孢(C.difficile spores)和生孢梭菌芽孢(C.sporogenes spores)为研究对象,将3种不同纳米溶胶材料AuNPs、AgNPs和Au@AgNPs作为表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering,SERS)基底对食源性芽孢的增强效应进行对比,确定较佳增强效果的纳米材料,进一步开展基于较优纳米溶胶材料为基底的SERS技术对不同种属食源性芽孢的光谱解析及快速识别研究。结果表明,Au@AgNPs对食源性芽孢的SERS增强效果最较好,其增强因子达3.49×10^(4),且光谱特异性和重现性良好。经拉曼光谱解析,Ca^(2+)-DPA的拉曼峰是三种食源性芽孢的共有标志特征峰,拉曼振动峰在1017、1440和1570 cm^(-1)波段显示且峰强度不同。C.perfringens芽孢在740、787、821、1203、1308和1627 cm^(-1)有独特的拉曼峰,C.sporogenes芽孢在852 cm^(-1)有独特的拉曼峰,在1017 cm^(-1)(Ca^(2+)-DPA)、1081 cm^(-1)(DNA、O-P-O)处峰位强度C.perfringens芽孢>C.sporogenes芽孢>C.difficile芽孢,在1332 cm^(-1)(核酸中腺嘌呤核酸)、1440 cm^(-1)(Ca^(2+)-DPA)处峰位强度C.perfringens芽孢>C.difficile芽孢>C.sporogenes芽孢,3种食源性芽孢的SERS图谱出峰位置和峰强度差异明显。结合主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)和线性判别分析(Linear Discriminant Analysis,LDA)构建定性识别模型,经PCA分析,其前三个主成分的累计贡献率达92.90%,然后利用LDA进行分析,其识别率可达到100%。结果表明,以Au@AgNPs为基底的SERS技术检测方法可以实现对食源性芽孢的快速识别,为食源性芽孢检测和食品安全检测提供了有效手段。

基于SERS技术的食源性致病菌芽孢拉曼光谱特征结构分析及快速识别

为了探究食源性致病菌芽孢的拉曼特征指纹图谱,实现快速识别,该研究以产气荚膜梭菌(C.perfringens)、艰难梭菌(C.difficile)和蜡样芽孢杆菌(B.cereus)的芽孢为研究对象,以柠檬酸钠还原法制备的AgNPs溶胶为基底材料,用SERS技术对芽孢进行拉曼光谱检测,解析食源性致病菌芽孢的分子结构、不同芽孢之间的异同之处。将3种食源性致病菌芽孢的SERS光谱与主成分分析(PCA)和系统聚类分析(HCA)相结合并进行对比分析,实现不同种属食源性致病菌芽孢的定性识别。结果表明,不同食源性致病菌芽孢的SERS光谱的特异性和重现性良好。芽孢光谱中Ca^(2+)-DPA的拉曼振动峰数量和峰强度占主要地位,其拉曼振动峰位置在657~663,818~820,1017,1389~1393,1441~1449和1572~1576 cm^(-1)波段。C.difficile spores SERS光谱中Ca^(2+)-DPA的六个特征峰峰强度均高于C.perfringens spores和B.cereus spores,C.perfringens spores次之。Ca^(2+)-DPA在1017 cm^(-1)(Ca^(2+)-DPA)处拉曼峰强度在3种芽孢的SERS光谱中均最高且差异明显,是Ca^(2+)-DPA的主要特征峰,也是3种芽孢的主要特征峰。此外,C.perfringens spores在936 cm^(-1)(磷脂N—C拉伸)、1294 cm^(-1)(脂质中的CH_(2)变形振动)、1609 cm^(-1)(蛋白质中的酪氨酸)和1649 cm^(-1)(蛋白质中的酰胺I)显示特有拉曼振动峰;C.difficile spores在890 cm^(-1)(═C-O-C═拉伸)显示特有拉曼振动峰。PCA分析结果显示PC1和PC2方差贡献率分别为51.1%和39.7%,累积贡献率达90.8%,可以将所有样本有效区分。HCA分析可以看出3种芽孢的SERS光谱被分为三个聚类,3种芽孢各自聚类无交叉干扰。结合多元统计分析不仅有效实现了3种芽孢之间的区分,也实现了梭菌属芽孢和杆菌属芽孢的区分,为食品安全控制提供有效手段。

我国食源性蜡样芽孢杆菌毒力基因和药物敏感性研究

目的了解我国不同地区食源性蜡样芽孢杆菌的毒力基因携带特点及其对抗生素的敏感性,为食源性食物中毒的防治提供参考依据。方法采用PCR方法对2011年我国不同地区收集的238株食源性蜡样芽孢杆菌10种毒力基因进行检测;采用微量肉汤稀释法测定其抗生素敏感性。结果溶血素BL基因、肠毒素T基因和细孢毒素K基因是我国食源性蜡样芽孢杆菌的主要毒力基因,至少携带一个毒力基因的菌株达到检出菌总数的87.4%;蜡样芽孢杆菌对庆大霉素、万古霉素、环丙沙星、复方新诺明的敏感率为100%,对红霉素、四环素、氯霉素、克林霉素的敏感率分别为88.8%、90.2%、99.6%、87.1%,对氨苄西林和头孢噻肟的敏感率仅为0.4%和5.4%。结论我国食源性蜡样芽孢杆菌毒力基因携带率较高,对食品安全和公共健康构成潜在的威胁;蜡样芽孢杆菌对氨苄西林、头孢噻肟的敏感性差,不应作为经验用药和预防用药。

温州地区食源性蜡样芽孢杆菌生化分型、毒素和耐药性分析

目的了解温州地区食品中蜡样芽孢杆菌的污染情况,进一步了解毒素基因的携带特征、生化分型和耐药性。方法参照GB/T4789.14-2003对食品样品进行蜡样芽孢杆菌检测和生化分型,同时采用PCR方法对分离株进行10种毒素基因的检测;采用K-B纸片扩散法测定其药物敏感性。结果在68份样品中检出蜡样芽孢杆菌39株,检出率57.4%,其中26株生化分型9型,13株生化分型10型。100%的菌株携带至少一个毒素基因,12.8%的菌株携带呕吐毒素基因,同时都携带复合型非溶血性肠毒素Nhe基因,非溶血性肠毒素Nhe基因、肠毒素FM基因、肠毒素T基因是主要毒素基因;食源性蜡样芽孢杆菌对环丙沙星、氯霉素、万古霉素、红霉素、卡那霉素100%敏感,对氨苄西林100%耐药。结论温州地区食品中存在蜡样芽孢杆菌污染,同时食源性蜡样芽孢杆菌毒素基因携带率较高,存在引起食源性疾病的潜在危险。氨苄西林不可作为临床治疗用药。