中國工程院食品安全院士團(tuán)隊(duì)

科研成果轉(zhuǎn)化平臺(tái)

金黃色葡萄球菌簡稱金葡菌，是引起食源性疾病的重要病原菌之一。在美國，由食源性致病菌導(dǎo)致的食源性疾病中金黃色葡萄球菌占33%，高居第二位；在我國，由食源性致病菌導(dǎo)致的食源性疾病中金黃色球菌排在第三位。別看它只是一個(gè)小小的細(xì)菌，它卻有著“干大事”的威力，全世界每年有許多人被其所傷，因此，做好金黃色葡萄球菌的檢測(cè)，防止“病從口入”還是非常重要的。

什么是金黃色葡萄球菌？

金黃色葡萄球菌(S. aureus)是一種廣泛傳播的食源性病原體，可以在空氣、水、灰塵和人類和其他動(dòng)物的排泄物中找到金黃色葡萄球菌污染食品，嚴(yán)重影響食品安全，對(duì)消費(fèi)者健康構(gòu)成威脅。金黃色葡萄球菌引起的食物中毒是目前食品安全的主要問題之一，對(duì)人體健康構(gòu)成重大威脅生魚及其制品在加工、運(yùn)輸和銷售過程中極易受到微生物污染金黃色葡萄球菌嚴(yán)重污染肉類及其制品。因此，對(duì)肉類中金黃色葡萄球菌的敏感檢測(cè)對(duì)食品安全和人體健康至關(guān)重要。

怎么檢測(cè)金黃色葡萄球菌？

迄今為止，平板培養(yǎng)法、酶聯(lián)免疫吸附法、分子生物學(xué)檢測(cè)等方法主要用于不同基質(zhì)中食源性致病菌的檢測(cè)。這些方法不僅需要昂貴的儀器和高技能的工人，還涉及復(fù)雜的樣品預(yù)處理和耗時(shí)，限制了它們?cè)谑称钒踩捅Ｕ现械膽?yīng)用。因此，建立一種簡單、靈敏、特異的金黃色葡萄球菌定量檢測(cè)方法顯得尤為重要。

在本文中，作者介紹了一種一種簡單而新穎的生物傳感器，用于定量測(cè)定金黃色葡萄球菌。該方法基于從適配體門控胺化介孔二氧化硅納米顆粒(MSNs)中靶誘導(dǎo)釋放信號(hào)分子，并結(jié)合表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)技術(shù)。合成了MSN，然后用(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷對(duì)其進(jìn)行氨基修飾，使其帶正電。接下來，信號(hào)分子(4-氨基噻吩，4-ATP)被加載到MSNs的孔中。然后，通過靜電相互作用，將金黃色葡萄球菌的負(fù)電荷適體組裝在MSNs表面。加入金黃色葡萄球菌后，組裝好的適體與細(xì)菌特異結(jié)合。此，“門”被打開，導(dǎo)致4-ATP從MSNs的孔隙中釋放。用拉曼光譜儀對(duì)釋放的分子進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)4-ATP在1071 cm?1處的強(qiáng)度與金黃色葡萄球菌濃度呈線性相關(guān)。同時(shí)，作者還制備了一種銀納米花二氧化硅核殼結(jié)構(gòu)(Ag NFs@SiO2)，并將其作為SERS襯底。在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，線性關(guān)系良好(y = 2107.93 + 1536.30x, R2 = 0.9956)，線性范圍為4.7 × 10 ~ 4.7 × 10⁸ cfu/mL，檢出限為17 cfu/mL。該方法成功應(yīng)用于魚類樣品中金黃色葡萄球菌的分析，回收率為91.3~109%。

圖 1 基于適配體門控單分散二氧化硅靶響應(yīng)釋放4-ATP分子的金黃色葡萄球菌檢測(cè)示意圖

結(jié)論：以本研究利用核酸適體門控MSN靶向釋放信號(hào)分子(4-ATP摩爾)建立了一個(gè)簡單、靈敏的金黃色葡萄球菌定量檢測(cè)傳感平臺(tái)。此外，與其他檢測(cè)方法相比，本文提出的基于SERS的檢測(cè)平臺(tái)成本低、速度快、靈敏度高，對(duì)食品基質(zhì)中食源性病原體的檢測(cè)更加可靠。

參考文獻(xiàn)：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.

來源：微生物安全與健康網(wǎng)，作者~翟慧潺