革蘭氏陰性菌是一類常見的致病菌，感染后可能引發(fā)多種食源性疾病，給公共健康帶來了巨大挑戰(zhàn)。因此，及時(shí)檢測被污染的水和食品中的病原體，對于預(yù)防和控制這些疾病至關(guān)重要。傳統(tǒng)的細(xì)菌檢測方法，如培養(yǎng)和菌落計(jì)數(shù)法，雖然可靠，但需要24小時(shí)以上的時(shí)間才能得到結(jié)果，這可能延誤患者的治療。分子檢測方法如免疫檢測和聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）能縮短檢測時(shí)間，但需要昂貴的設(shè)備和專業(yè)人員操作。
比率熒光探針的優(yōu)勢
熒光探針在生物傳感中的應(yīng)用已廣泛普及，但單一熒光信號的探針容易受到環(huán)境因素的干擾，導(dǎo)致檢測結(jié)果不準(zhǔn)確。為了克服這一問題，科學(xué)家們開發(fā)了比率熒光探針，這種探針通過同時(shí)測量兩種不同波長的熒光信號，能夠?qū)崿F(xiàn)自校準(zhǔn)，從而提高靈敏度和檢測準(zhǔn)確性。
“核心-衛(wèi)星”熒光探針的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)
最新的研究構(gòu)建了一種“核心-衛(wèi)星”熒光探針，用于檢測果蔬中的革蘭氏陰性菌。該探針由核心-藍(lán)色碳點(diǎn)（BCDs）和衛(wèi)星-金納米簇（AuNCs）組成。BCDs被包裹在二氧化硅球的核心，作為參考信號，而AuNCs則通過共價(jià)鍵連接在二氧化硅球的表面，作為響應(yīng)信號。
在探針中，Cu2?會(huì)使AuNCs的熒光猝滅，然而，當(dāng)革蘭氏陰性菌存在時(shí)，它們會(huì)通過自身的銅穩(wěn)態(tài)機(jī)制將Cu2?還原為Cu?，從而減弱了對AuNCs的猝滅效果。通過比較探針在有無革蘭氏陰性菌時(shí)的熒光信號比率，可以精確檢測樣品中的革蘭氏陰性菌。
Figure 1. Schematic illustration of BCD@SiO2@BSA-AuNC-based ratiometric fluorescent sensor for detection of Gram-negative bacteria.
實(shí)際應(yīng)用和檢測效果
這種“核心-衛(wèi)星”熒光探針不僅靈敏度高，還具備出色的選擇性。在對卷心菜等果蔬中的革蘭氏陰性菌檢測中，探針表現(xiàn)出了很好的線性關(guān)系，回收率在93.9%到109%之間。這表明，該探針在實(shí)際應(yīng)用中具有很大的潛力。
總結(jié)：通過這種創(chuàng)新的“核心-衛(wèi)星”比率熒光探針，科學(xué)家們能夠更快速、準(zhǔn)確地檢測果蔬中的革蘭氏陰性菌，為食源性疾病的防控提供了有力工具。這種探針不僅克服了單一信號探針易受干擾的缺點(diǎn)，還通過利用細(xì)菌的天然機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了高效的檢測。
創(chuàng)新點(diǎn)
· 克服了單信號熒光探針易受環(huán)境無關(guān)因素影響的缺點(diǎn)。
· 通過構(gòu)建“核心-衛(wèi)星”比例熒光探針克服了部分熒光探針易遭受光漂白影響的缺陷。
· 利用革蘭氏陰性菌具有的銅穩(wěn)態(tài)機(jī)制實(shí)現(xiàn)對格蘭仕陰性菌良好的選擇性。
參考來源：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0308814621027564#f0005
來源：微生物安全與健康網(wǎng)，作者~高翔
