【摘要】：真菌毒素可以引起人類癌癥的發生，黃曲霉毒素B1(AFB1)是世界衛生組織認定的Ⅰ級天然致癌物質，黃曲霉毒素的污染帶來的健康危害和經濟損失已經成為備受關注的焦點問題。除此之外，以大腸桿菌0157：H7為代表的致病菌，除了對病人的健康乃至生命存在危害外，其帶來的經濟損失也極為嚴重。因此開展食品中致病菌和真菌毒素相關的研究工作具有重要意義和價值。

本論文從食品安全的角度出發，概述了食品樣品中有毒有害物質的相關研究進展，開展了食品中的致病菌和真菌毒素的生物傳感相關研究。主要包括以下研究內容：

(1)印刷叉指微電極結合了絲網印刷電極和叉指微電極兩者的優勢，靈敏度高，響應時間短，成本低，可以用來開發生物傳感器檢測致病菌。而且，基于印刷叉指微電極的這種檢測用生物傳感器目前未見報道。據文獻調研得知，在細菌測試中，目前尚未有報道采用凝集素進行信號放大的相關研究。本研究基于自組裝單分子層構建的印刷叉指微電極免疫傳感器采用凝集素進行信號放大，實現大腸桿菌0157：H7的快速檢測。在優化的實驗參數下，免疫傳感器可以檢測低到102 cfu mL-1濃度的細菌，并且在102到106 cfu mL-1濃度范圍內呈現線性相關。在檢測牛肉樣品時，檢測限可以達到104cfu mL-1。包含孵育時間在內，總檢測時間少于1 h。所構建的免疫傳感器有望發展成簡便、低成本和便攜式的檢測系統應用于多種致病菌的檢測。

(2)商業大型電化學儀器靈敏性高，降噪模塊技術先進，可整合多種電化學方法。然而，這些復雜和昂貴的儀器不適用于現場檢測。低成本、可快速篩查使用的和避免復雜的數據處理過程的便攜式、小型化電化學檢測儀器的應用研究十分必要。本研究中，采用印刷叉指微電極開發高靈敏度的、快速響應和低成本的電化學傳感器并用于檢測大米中的黃曲霉毒素含量。結果顯示，在優化參數條件下，免疫傳感器的檢測限低于限量標準。便攜式阻抗儀的檢測結果與大型電化學儀器的測試結果符合度較好。USB兼容的傳感芯片卡槽的設計可以用來與便攜式阻抗儀結合，發展完整的便攜式阻抗檢測系統。

(3)分離和純化過程在實際的樣品檢測中發揮著巨大的作用，不論是常規色譜方法，還是傳感器方法，如何簡單快速的從植物油中提取到黃曲霉毒素，便成為研究的首要任務之一。研究中，制備了納米Fe3O4顆粒，并開發了免疫磁珠進行AFB1的凈化分離。經高效液相色譜-熒光檢測器(HPLC-FID)方法確證，所開發的方法可以成功的應用于復雜食品樣品中的真菌毒素的快速分離。所開發的納米磁分離方法，對于植物油等復雜食品基質中黃曲霉毒素的分析有重要意義。

(4)當片狀電極表面滴加液體進行孵育時，液滴覆蓋的面積會因電極表面的疏水性等原因產生差異，這也往往導致信號的不規則變化。液滴覆蓋面積對信號變化產生影響的系統研究缺乏。本研究選用了印刷叉指微電極作為片狀電極的代表，研究了液滴覆蓋面積對其電化學響應的影響。基于鳥巢理論的啟發，采用三維打印技術，制作了不同尺寸的裝置，并使用該裝置量化的研究了液滴覆蓋對電化學信號響應的影響。

結果表明，不同的覆蓋面積對信號的影響顯著。除此之外，我們設計了環形裝置使液體覆蓋面積固定，同時滴加液體的體積可調，有利于節省抗體等昂貴試劑的使用量，有利減少因液體揮發等導致的不穩定信號。基底設計方案采用軟件重構完成，可根據實際需要適時調整，有實際的應用價值及推廣意義。