干宁&余镇重&唐点平Anal. Chem.：噬菌体@DNAzyme探针触发荧光点击化学检测食源性病原体
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研究内容
快速、特异和现场检测食源性致病性强毒株在控制食品安全方面发挥着关键作用。
近日，宁波大学干宁、余镇重和福州大学唐点平开发了一种新型的基于噬菌体的荧光生物传感器，用于便携式和超灵敏检测E. coli O157:H7。作者通过智能手机测量相应的荧光信号量化目标浓度。在优化的条件下，生物测定显示出102至108 CFU/mL的宽线性范围，检测限为50 CFU/mL(S/N=3)。相关工作以“Ultrasensitive and Specific Phage@DNAzyme Probe-Triggered Fluorescent Click Chemistry for On-Site Detection of Foodborne Pathogens Using a Smartphone”为题发表在国际著名期刊Analytical Chemistry上。
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研究要点
要点1.作者提出的传感探针由选定的噬菌体和功能化DNAzyme组成，在菌株水平上实现了对目标食源性病原体的特异性识别，利用荧光信号有效催化了铜（II）基叠氮化物-炔烃环加成（CuAAC）点击反应。
要点2.作者选择E. coli O157:H7，首先通过4-巯基苯基硼酸(MPBA)修饰的金载玻片从复杂的食品样品中富集和纯化。将噬菌体@DNAzyme探针与捕获的E. coli O157:H7特异性结合，在Cu(II)的帮助下催化3-叠氮基-7-羟基香豆素和3-丁炔-1-醇之间的点击反应以产生视觉荧光信号。
要点3.通过智能手机测量相应的荧光信号，以量化目标浓度。在优化的条件下，生物测定显示出102至108 CFU/mL的宽线性范围，检测限为50 CFU/mL(S/N=3)。进一步扩展到检测另一种食源性病原体鼠伤寒沙门氏菌，具有优异的传感性能。
该工作为开发食品中微量致病菌株的快速、特异和现场检测方法提供了一条新的途径。
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研究图文
图1. Phage@DNAzyme探针合成过程和基于噬菌体生物测定的示意图。
图2.（A）噬菌体和（B）噬菌体@DNAzyme的TEM。（C）(泳道1)DNA酶、(泳道2)与噬菌体缀合后的残余DNAzme、(泳道3)噬菌体、(泳道4)噬菌体@DNAzyme和(泳道5)标记物的电泳图谱。（D）噬菌体、DNAzyme和噬菌体@DNAzyme的Zeta电势。（E）噬菌体和噬菌体@DNAzyme的尺寸分布。
图3.（A，B）E. coli O157:H7与SYBR金标记的噬菌体孵育，（C，D）E. coli O157:H7与SYBR金标记的噬菌体@DNAzyme孵育，（E，F）金黄色葡萄球菌与SYBR金标记的噬菌体@DNAzyme孵育和（G，H）E. coli O157:H7和金黄色葡萄球菌与SYBR金标记的噬菌体@DNAzyme孵育的明场显微镜图像和相应的荧光显微镜图像。噬菌体@DNAzyme与（I）E. coli O157:H7(CMCC 44484)、（J）S.A、（K）S.T、（L）V.P、（M）E. coli O157:H7 (CMCC 44102)、（N）E. coli O157:H7 (CMCC 44103)、（O）E. coli O157:H7 (CMCC 44113)和（P）E. coli O157:H7 (CMCC 44829)孵育的照片。（Q）提出的生物测定的可行性实验示意图和（L）相应的荧光信号曲线。
图4.（A）AHC和（C）BOL的噬菌体@DNAzyme和DNAzyme的Michaelis-Menten。（B）AHC和（D）BOL的的噬菌体@DNAzyme和DNAzyme的Lineweaver-Burk。
图5.（A-C）特制便携式荧光计的结构。用于检测不同浓度的（D）E. coli O157:H7和（E）S.T的生物测定的荧光照片。智能手机获得的B值与（F）E. coli O157:H7浓度和（G）S.T浓度的对数之间的校准图。
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文献详情
Ultrasensitive and Specific Phage@DNAzyme Probe-Triggered Fluorescent Click Chemistry for On-Site Detection of Foodborne Pathogens Using a Smartphone
Hang You, Ming Wang, Shuai Wang, Jie Xu, Shuhao Hu, Tianhua Li, Zhenzhong Yu,* Dianping Tang,* Ning Gan*
Anal. Chem.
DOI: https://doi.org/10.1021/acs.analchem.3c00603
