通常来讲,大量的病原微生物活跃在包括空气、水源、土壤以及食物等人们日常生活环境中。为了更好的维护公众健康,快速而准确的环境评估就显得十分必要,尤其是针对致病菌等微生物的活性检测,因为大多数情况下只有活的菌体才会对人类产生威胁。然而在实际操作中,检测速度与轻便性却是在开发及时有效的细菌活性检测方法过程中不得不面对的挑战。传统的病原微生物活性检测依赖于以细菌培养为基础的分析手段,但这样的方法通常都比较耗费时间,同时还必须依赖于实验室特有的设备,难以达到便携化现场监测的要求。而近些年随着微器件加工技术的飞速发展,已经有越来越多的生物分析过程可以成功地在微型分析系统(芯片实验室lab on a chip或微全分析系统micro total analysis system,μTAS)上演示。以微型化的形式进行生物检测有着很多优越性,例如较小的样本体积与较少的试剂消耗。除此之外,其在一微小器件上集成多种操作模块的能力以及随之而来带给开发真正意义上便携式分析设备的希望,使得很多研究者都投身到这一领域中来。然而目前为止,对于如何在微型分析系统上实现进行微生物活性检测的方法研究还很有限。 本文着重研究一种具有微系统兼容性的对活性大肠杆菌进行快速检测的方法,以期应用于食物与水体等的质量监控。在这一方法中,大肠杆菌热激蛋白(heat shock protein,hsp)GroEL的mRNA被用作细胞活性的标志物,通过检测这种物质的存在已否来判断细胞活性。整个策略从对大肠杆菌细胞进行可控的高温热激开始(47℃,20分钟),在这一过程中标志物GroEL mRNA被转录。之后,引入能与指示物mRNA特异性配对的5’端生物素标记的捕获探针与目标mRNA分子杂交,再加入亲和素修饰的磁性颗粒与捕获探针进行共价结合,这样细胞活性的标志物GroEL mRNA就可以通过外加磁场与其他细胞杂质分离。最后,在经过RT-PCR(reverse-transcription polymerase chain reaction)对标志物的放大后,最终信号的定量分析采用传统的凝胶电泳或基于AgAu电化学反应的方法来检测。 在研究GroEL mRNA对细胞活性的表征特性中发现,热激温度与持续时间