正交标记的SERS平台用于革兰氏阳性致病菌检测及光热灭活

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目前,食源性致病菌是造成食品安全问题的重要因素,由其引发的污染也一直是世界范围内举足轻重的公共卫生问题。即使是较低浓度的致病菌也会导致脑膜炎、败血症等严重疾病,威胁人类生命健康。因此,发展高效的食源性致病菌检测方法对食品安全和公共健康领域均具有十分重要的现实意义。理想的微生物诊断分析技术需要满足以下要求:样品制备过程简单、多组微量样品分析自动化、检测快速和操作简易等。随着分析仪器的迅速发展,物理化学光谱分析方法正在逐渐满足这些需求。其中,表面增强拉曼散射光谱(Surface-enhanced Raman scattering,SERS)因其具备高的光谱分辨率、抗光漂白能力、单分子水平的超高灵敏度和“指纹”特性而备受关注。本论文中,我们构建了一种具有“三明治”结构的新型无干扰SERS传感平台,用于了水样和全血样品中致病菌的超灵敏检测。同时,此平台具有良好的光热性能,可用于检测后致病菌的全覆盖光热灭活,避免了传感元件上致病菌大量繁殖造成二次污染的可能性。具体来说,该多功能SERS平台由修饰有致病菌捕获单元4-巯基苯硼酸(4-MPBA)和内标指示分子4-巯基苯甲腈(4-MBN)自组装层(SAM)的等离子体金膜(p Au)作为SERS基底,由修饰有万古霉素的核(金纳米颗粒)-壳(普鲁士蓝聚合物)纳米粒子(Au@PB@Van NPs)作为SERS标签。当致病菌存在时,其可被SERS基底捕获继而被SERS标签标记以形成p Au/SAM/bacteria/Au@PB@Van“三明治”结构,其在拉曼沉默区(1800-2800 cm-1)可呈现出特征的SERS信号,用于致病菌的定量检测。由于此传感平台的特征信号来源于拉曼沉默区,无任何背景信号的干扰,可大大提高检测的信噪比和灵敏度,有利于实际样品中致病菌的检测。此外,p Au和Au@PB@Van NPs均具有良好的光热效应,以金黄色葡萄球菌为例,两者对其的协同光热抗菌效率约为100%。因此,本研究开发的一体化SERS平台为食源性致病菌的检测、灭活,及其感染疾病的诊断提供了一种新的研究思路。
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