近日，beat365陳穎教授課題組在食源性致病菌的檢測(cè)方面取得重要研究進(jìn)展，相關(guān)研究成果以題為“Hybrid recognition-enabled ratiometric electrochemical sensing of Staphylococcusaureus via in-situ growth of MOF/Ti3C2TX-MXene and a self-reporting bacterial imprinted polymer”的學(xué)術(shù)論文發(fā)表于食品科學(xué)領(lǐng)域國(guó)際著名期刊Food Chemistry（IF=8.5，中科院一區(qū)Top期刊）上。長(zhǎng)江大學(xué)我院碩士研究生劉洋為論文第一作者，陳穎教授為論文通訊作者。該研究受國(guó)家自然科學(xué)基金（21605007）和湖北省自然科學(xué)基金（2023AFB906）項(xiàng)目的資助。
成果簡(jiǎn)介
食品安全一直是全球關(guān)注的焦點(diǎn)，尤其是食品中的細(xì)菌污染問(wèn)題。金黃色葡萄球菌(S. aureus)是一種廣泛存在的病原體，約占微生物食物中毒事件的25%?？焖儆行У胤治鍪吃葱约?xì)菌對(duì)預(yù)防和控制各類細(xì)菌感染至關(guān)重要。傳統(tǒng)的培養(yǎng)方法通常受到靈敏度有限和檢測(cè)周期長(zhǎng)的限制。免疫學(xué)檢測(cè)和分子生物學(xué)檢測(cè)等無(wú)需培養(yǎng)的方法在省時(shí)和提高靈敏度方面具有一定優(yōu)勢(shì)，但仍存在樣品預(yù)處理復(fù)雜、成本高以及操作技術(shù)要求較高等問(wèn)題。因此，建立一種低成本、快速的致病菌無(wú)損分析方法對(duì)于確保食品安全和診斷細(xì)菌感染具有重要意義。
本研究提出了一種基于比率電化學(xué)傳感技術(shù)的新型檢測(cè)方法，用于快速檢測(cè)食品中的金黃色葡萄球菌。研究團(tuán)隊(duì)首先合成了一種自報(bào)告分子印跡聚合物(MIP)作為內(nèi)參探針(IR)，并在過(guò)渡金屬碳氮化物(Ti3C2Tx-MXene)上原位生長(zhǎng)金屬有機(jī)框架材料(MOF)，繼而修飾亞甲基藍(lán)和萬(wàn)古霉素(Van)，形成信號(hào)納米探針(SP)。該方法通過(guò)混合識(shí)別機(jī)制，利用MIIP@Apt(aptamer-integrated MIP)高效捕獲金黃色葡萄球菌，隨后與SP結(jié)合形成三明治結(jié)構(gòu)。當(dāng)金黃色葡萄球菌存在時(shí)，IR的電流響應(yīng)(IIR)降低，而SP的電流強(qiáng)度(ISP)增加，通過(guò)計(jì)算ISP與IIR的比值，實(shí)現(xiàn)對(duì)金黃色葡萄球菌的定量檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示， 該生物傳感器具有廣泛的檢測(cè)范圍(10 ~ 108 CFU mL-1)和低至1.2 CFU mL-1的檢測(cè)限。此外，該方法在復(fù)雜樣品中的應(yīng)用也顯示出良好的可行性，表明其在食品分析中的潛在應(yīng)用價(jià)值。
研究亮點(diǎn)
· 本研究結(jié)合自報(bào)告MIP與原位合成MOF/MXene SP，構(gòu)建了新型比率電化學(xué)傳感平臺(tái)，并首次提出了目標(biāo)物的三重受體協(xié)同識(shí)別機(jī)制。
· 該方法提高了檢測(cè)靈敏度和準(zhǔn)確性，顯著縮短了分析時(shí)間，為食品中金黃色葡萄球菌的快速檢測(cè)提供了新的技術(shù)手段。
· 該研究能實(shí)現(xiàn)對(duì)一倍稀釋復(fù)雜樣品的直接檢測(cè)，對(duì)于食品安全領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步具有重要意義，有望應(yīng)用于食品生產(chǎn)和檢測(cè)環(huán)節(jié)，有效預(yù)防和控制食源性細(xì)菌感染，保障公眾健康。
圖文賞析
圖1. 實(shí)驗(yàn)方案圖
圖2. Ti3C2TX Mxene和MIL/Ti3C2TX的SEM及EDS圖像
圖3. Ti3C2TX、MIL 和 MIL/Ti3C2TX的FTIR、XRD及XPS譜圖和Zeta電位
圖4. 可行性研究
圖5. 穩(wěn)定性研究
圖6. 靈敏性研究
圖7. 選擇性研究
原文鏈接
https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.141496
