基于替考拉宁亲和作用的化学发光法检测过氧化氢酶阳性菌

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目前,病原菌是全球卫生、食品安全和发展的最大威胁之一。据世界卫生组织统计,由病原菌感染引起的下呼吸道感染、腹泻病以及结核病位列2016年全球死亡原因前十位。其中,下呼吸道感染是最致命的感染性疾病,腹泻病则导致140万人死亡。根据国家卫生健康委最新的统计数据,在全国食物中毒事件中微生物性食物中毒人数居于首位。根据对微生物性食物中毒原因的统计,发现主要致病原为沙门氏菌、副溶血性弧菌、蜡样芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌及其肠毒素、致泻性大肠杆菌等。其中,大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌被世界卫生组织列为迫切需要开发新型抗生素的细菌,而这些细菌均属于过氧化氢酶阳性菌。面对“后抗生素时代”的到来,药学科研工作者不仅需要致力于开发新型抗生素,还需建立快速、灵敏的检测方法实现对过氧化氢酶阳性菌的准确检测,以便采取预防措施或启动精准治疗,并根据检测结果,选择合适的抗生素以降低耐药性的可能性。本文建立了两种检测过氧化氢酶阳性菌的方法,并对其检测性能进行了评价。(1)基于替考拉宁功能化磁珠构建化学发光分析法检测过氧化氢酶阳性菌本工作基于替考拉宁对革兰氏阳性菌的特异性亲和作用,结合过氧化氢酶对鲁米诺-过氧化氢-对碘苯酚化学发光体系的抑制作用,建立了一种化学发光法,用于革兰氏阳性菌中过氧化氢酶阳性菌的快速检测。替考拉宁与革兰氏阳性菌细胞壁之间具有较强的结合能力,将其作为识别试剂偶联在磁珠表面,可实现对革兰氏阳性菌的高效富集和分离。利用溶菌酶裂解捕获的过氧化氢酶阳性菌,通过化学发光法检测释放出的细胞内过氧化氢酶,进而实现对革兰氏阳性菌中过氧化氢酶阳性菌的定量检测。本方法选用了三种过氧化氢酶阳性菌为模式菌,分别为金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌以及藤黄微球菌。研究结果表明,三种细菌的线性范围分别为5.0×102-5.0×107 CFU·mL-1、4.0×102-4.0×107 CFU·mL-1、2.0×102-2.0×107 CFU·mL-1,检测限分别为156 CFU·mL-1、86 CFU·mL-1、44 CFU·mL-1(3σ)。本工作所建立方法的全部操作可在90 min内完成。本工作对牛奶、人尿液和生理盐水中金黄色葡萄球菌进行检测,回收率在83.3%-116.6%之间。本方法具有灵敏度高,检测时间短,操作简便等优点,在食品卫生、环境监测、临床诊断和药品安全等方面有较好的应用前景。(2)替考拉宁功能化磁珠联合溶葡萄球菌酶特异性检测金黄色葡萄球菌在上一项工作基础之上,本工作基于替考拉宁和金黄色葡萄球菌细胞壁之间的结合作用,以及溶葡萄球菌酶对金黄色葡萄球菌的特异性裂解作用,构建了一种用于金黄色葡萄球菌的快速检测方法。本工作依然选用替考拉宁功能化磁珠作为识别试剂,可从样品基质中高效地富集和分离革兰氏阳性菌。其后,选用溶葡萄球菌酶作为裂解试剂,基于其对金黄色葡萄球菌细胞壁上肽聚糖的五甘氨酸肽键桥的水解作用,可特异性裂解捕获物中的金黄色葡萄球菌,并释放出细胞内的过氧化氢酶,随后通过化学发光法实现对金黄色葡萄球菌的定量检测。研究结果表明,金黄色葡萄球菌的线性范围是1.4×102-1.4×107 CFU·mL-1,检测限为38CFU·mL-1(3σ),整个检测可在80 min内全部完成。革兰氏阴性菌和其他革兰氏阳性菌对金黄色葡萄球菌的检测几乎没有干扰,表明本方法具有较好的选择性。该方法可用于牛奶、人尿液和生理盐水注射液中金黄色葡萄球菌的检测,回收率在78.0%-100.0%之间,表明本方法在食品安全、药品质量控制中具有较好的应用前景。综上所述,本文基于替考拉宁对革兰氏阳性菌的特异性亲和作用,结合过氧化氢酶对鲁米诺-过氧化氢-对碘苯酚化学发光体系的抑制作用,建立了用于过氧化氢酶阳性菌检测的通用平台。具有检测时间短,操作简便,成本低廉等优势,在食品安全、药品质量控制中具有较好的应用前景。未来在开发过氧化氢酶阳性菌检测方法时,可将过氧化氢酶作为指标物,结合免疫层析法、微流控装置等实现对过氧化氢酶阳性菌的可视化、灵敏快速检测。
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