近日,安徽工業(yè)大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院張奎教授團(tuán)隊(duì)在在自然指數(shù)(Nature Index)期刊《Analytical Chemistry》上發(fā)表快速檢測耐甲氧西林金黃色葡萄球菌最新研究成果。《Analytical Chemistry》由美國化學(xué)會出版,致力于發(fā)表分析化學(xué)各支學(xué)科具有新穎性及原創(chuàng)性的學(xué)術(shù)論文,是國際化學(xué)界廣泛認(rèn)可的享有高度學(xué)術(shù)聲譽(yù)的期刊。安徽工業(yè)大學(xué)為論文第一完成單位,化學(xué)與化工學(xué)院研究生易洋為第一作者,孫玉蝶副教授和張奎教授為共同通訊作者。以上工作得到了國家自然科學(xué)基金、安徽省杰出青年科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持,也得到了南京大學(xué)徐靜娟教授的支持。
耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)是一種具備多重耐藥性的細(xì)菌,在較低濃度下能感染人體并導(dǎo)致多種并發(fā)癥。目前常用的平板計(jì)數(shù)法十分精準(zhǔn)但需要耗費(fèi)幾天時(shí)間,難以在感染早期實(shí)現(xiàn)快速檢測。為了能夠?qū)Ω腥驹缙诨颊叩木_診斷,需要開發(fā)出精確且快速的檢測方式。
SERS平臺檢測MRSA示意圖
核酸結(jié)構(gòu)和反應(yīng)過程凝膠電泳表征
反應(yīng)過程的透射電鏡表征
檢測平臺精準(zhǔn)分析目標(biāo)樣品
檢測平臺分析真實(shí)樣品靈敏檢測
團(tuán)隊(duì)針對目標(biāo)細(xì)菌選擇了匹配的核酸適配體,利用酶切DNA反應(yīng)破壞了修飾拉曼染料的金納米粒子穩(wěn)定性,構(gòu)建了基于DNA分子機(jī)器的表面增強(qiáng)拉曼散射傳感平臺用于快速檢測MRSA。目標(biāo)細(xì)菌可以與適配體結(jié)合并置換出兩條適配體互補(bǔ)鏈,DNA分子機(jī)器上修飾的發(fā)卡DNA與適配體互補(bǔ)鏈結(jié)合后會被外切酶Ⅲ水解并激活,激活的DNA分子機(jī)器會在外切酶Ⅲ的幫助下在修飾了拉曼染料和保護(hù)DNA鏈的金納米粒子上通過消耗保護(hù)DNA實(shí)現(xiàn)行走,隨著保護(hù)DNA鏈的消耗金納米粒子會被鎂離子誘導(dǎo)發(fā)生聚集產(chǎn)生大量3D SERS熱點(diǎn),大幅度提升拉曼染料的信號。通過分析拉曼信號的變化,可以精確分析100-107cfu/mL濃度范圍的MRSA,通過核酸信號多級擴(kuò)增和DNA分子機(jī)器實(shí)現(xiàn)了對低濃度細(xì)菌的快速檢測。
論文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.2c03834
新聞鏈接:https://www.ahut.edu.cn/info/1226/21366.htm
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