近日，beat365陳穎教授課題組在食源性致病菌的檢測方面取得重要研究進展，相關研究成果以題為“A versatile and smartphone-integrated detection platform based on ExoIII-assisted recycling and DNAzyme amplification”的學術論文發(fā)表于分析化學領域國際著名期刊《Sensors and Actuators B: Chemical》（IF=9.221，中科院一區(qū)Top期刊）上。長江大學我院碩士研究生賀永強為論文第一作者，陳穎教授為論文通訊作者。該研究受國家自然科學基金（21605007）和湖北省自然科學基金（2019CFB594）等項目的資助。
成果簡介：
金黃色葡萄球菌(S. aureus)是常見存在于食物、水、土壤和環(huán)境中的致病菌之一，可通過污染食物或水源引發(fā)食源性疾病，也可通過汗腺、皮膚黏膜或傷口入侵機體產(chǎn)生毒素，引發(fā)化膿、急性肺炎、骨髓炎、敗血癥等疾病，嚴重者甚至危及生命。由于其對人體健康和公共衛(wèi)生安全的巨大威脅，S. aureus的檢測是必要的。常規(guī)的細菌培養(yǎng)計數(shù)檢測方法具有簡便、穩(wěn)定、靈敏的優(yōu)點，但局限于分析時間長，有時甚至需要幾天來完成。為了克服上述缺點，酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)、聚合酶鏈反應(PCR)和下一代基因測序(NGS)等替代檢測方法應運而生。然而，ELISA由于抗體成本較高且易受污染而限制了其應用。盡管PCR和NGS實現(xiàn)了病原體特異性核酸檢測，但儀器昂貴，操作繁瑣。由于需要對實際樣品進行核酸的提取，無法實現(xiàn)無損的病原體分析，不適用于現(xiàn)場檢測。因此，尋找一種快速、靈敏、經(jīng)濟有效的方法對復雜樣品中的S. aureus進行現(xiàn)場檢測具有重要意義。
近30年來，手機行業(yè)在硬件和軟件領域都經(jīng)歷了巨大的變革。通過配備各種任務導向的應用軟件(APP)和高清攝像頭，手機日益智能化。通過連接外部設備或攝像頭/APP配套使用，目前已經(jīng)開發(fā)了一些基于智能手機的生物傳感器，實現(xiàn)了對一系列目標物的檢測。本研究結(jié)合Exo III輔助循環(huán)和Hemin/G-四鏈體DNAzyme信號放大策略，發(fā)展了一種可視化智能手機集成的S. aureus適體傳感器。由于Exo III和DNAzyme的高催化活性及智能手機的普及便攜性，本研究提供了一種靈敏的現(xiàn)場檢測分析平臺，為食品檢測領域提供一定程度的方法學支撐和技術支持。
研究亮點
構(gòu)建了一種智能手機集成的雙讀數(shù)金黃色葡萄球菌適體傳感器。
該方法具有良好的分析性能，滿足食品安全控制中的POCT需求。
發(fā)展了一種多功能、簡便的生物分子無損分析平臺。
圖文賞析
圖1.實驗方案原理圖
本研究構(gòu)建了一種基于Exo III輔助循環(huán)和DNAzyme的多功能手機集成檢測平臺，并應用于金黃色葡萄球菌的無損檢測。目標物的存在使得發(fā)夾型探針釋放出大量的富G序列，繼而形成DNAzyme模擬過氧化物酶催化底物變色，分別通過光譜儀和手機定量測定。該方法分析性能良好，檢出限為32CFU mL?1，線性范圍為102至107 CFUmL?1，并且具有復雜樣品檢測能力。由于以便攜普及的智能手機為現(xiàn)場檢測工具，通過更換相應的適體和核酸序列，也可實現(xiàn)對其他靶標的現(xiàn)場檢測，因此，本策略在食品安全控制方面具有巨大的應用潛力。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.snb.2022.132976
