一种用于定量检测金黄色葡萄球菌的信号分子释放的 SERS传感器
原创 发布时间:2022-11-22 浏览次数: 78 来源: 翟慧潺

核心提示:金黄色葡萄球菌引起的食物中毒是目前食品安全的主要问题之一,对人体健康构成重大威胁生鱼及其制品在加工、运输和销售过程中极易受到微生物污染金黄色葡萄球菌严重污染肉类及其制品。


  金黄色葡萄球菌简称金葡菌,是引起食源性疾病的重要病原菌之一。在美国,由食源性致病菌导致的食源性疾病中金黄色葡萄球菌占33%,高居第二位;在我国,由食源性致病菌导致的食源性疾病中金黄色球菌排在第三位。别看它只是一个小小的细菌,它却有着“干大事”的威力,全世界每年有许多人被其所伤,因此,做好金黄色葡萄球菌的检测,防止“病从口入”还是非常重要的。

  什么是金黄色葡萄球菌?

  金黄色葡萄球菌(S. aureus)是一种广泛传播的食源性病原体,可以在空气、水、灰尘和人类和其他动物的排泄物中找到金黄色葡萄球菌污染食品,严重影响食品安全,对消费者健康构成威胁。金黄色葡萄球菌引起的食物中毒是目前食品安全的主要问题之一,对人体健康构成重大威胁生鱼及其制品在加工、运输和销售过程中极易受到微生物污染金黄色葡萄球菌严重污染肉类及其制品。因此,对肉类中金黄色葡萄球菌的敏感检测对食品安全和人体健康至关重要。

  怎么检测金黄色葡萄球菌?

  迄今为止,平板培养法、酶联免疫吸附法、分子生物学检测等方法主要用于不同基质中食源性致病菌的检测。这些方法不仅需要昂贵的仪器和高技能的工人,还涉及复杂的样品预处理和耗时,限制了它们在食品安全和保障中的应用。因此,建立一种简单、灵敏、特异的金黄色葡萄球菌定量检测方法显得尤为重要。


  在本文中,作者介绍了一种一种简单而新颖的生物传感器,用于定量测定金黄色葡萄球菌。该方法基于从适配体门控胺化介孔二氧化硅纳米颗粒(MSNs)中靶诱导释放信号分子,并结合表面增强拉曼散射(SERS)技术。合成了MSN,然后用(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷对其进行氨基修饰,使其带正电。接下来,信号分子(4-氨基噻吩,4-ATP)被加载到MSNs的孔中。然后,通过静电相互作用,将金黄色葡萄球菌的负电荷适体组装在MSNs表面。加入金黄色葡萄球菌后,组装好的适体与细菌特异结合。此,“门”被打开,导致4-ATP从MSNs的孔隙中释放。用拉曼光谱仪对释放的分子进行测量,发现4-ATP在1071 cm−1处的强度与金黄色葡萄球菌浓度呈线性相关。同时,作者还制备了一种银纳米花二氧化硅核壳结构(Ag NFs@SiO2),并将其作为SERS衬底。在优化的实验条件下,线性关系良好(y = 2107.93 + 1536.30x, R2 = 0.9956),线性范围为4.7 × 10 ~ 4.7 × 108 cfu/mL,检出限为17 cfu/mL。该方法成功应用于鱼类样品中金黄色葡萄球菌的分析,回收率为91.3~109%。


  图 1 基于适配体门控单分散二氧化硅靶响应释放4-ATP分子的金黄色葡萄球菌检测示意图

  结论:以本研究利用核酸适体门控MSN靶向释放信号分子(4-ATP摩尔)建立了一个简单、灵敏的金黄色葡萄球菌定量检测传感平台。此外,与其他检测方法相比,本文提出的基于SERS的检测平台成本低、速度快、灵敏度高,对食品基质中食源性病原体的检测更加可靠。

  参考文献:Zhu A, Jiao T, Ali S, Xu Y, Ouyang Q, Chen Q. SERS Sensors Based on Aptamer-Gated Mesoporous Silica Nanoparticles for Quantitative Detection of Staphylococcus aureus with Signal Molecular Release. Anal Chem. 2021 Jul 20;93(28):9788-9796. doi: 10.1021/acs.analchem.1c01280. Epub 2021 Jul 8. PMID: 34236177.

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