FC：南京师范大学李建林教授团队/基于适配体修饰Au@大孔SiO2磁性光子微球基底快速表面增强拉曼光谱检测大肠杆菌O157:H7

大肠杆菌O157:H7是一种典型的食源性致病菌，可产生志贺毒素，是威胁公共卫生和食品安全的主要病原体之一。由于表面增强拉曼光谱（SERS）的高灵敏度和无损检测特性，它已成为一种有前景的快速检测各种目标物的分析工具。南京师范大学李建林教授团队报道了一种适配体修饰的Au@大孔二氧化硅磁性光子微球(MMSPM) 3D SERS基底，用于大肠杆菌O157:H7的特异性捕获和高灵敏度检测。由于3D MMSPM可以均匀地负载金属纳米颗粒并形成有效的“热点”，因此SERS检测平台具有较高的拉曼信号增强效果。除高灵敏度外，该SERS检测平台还具有以下优势:1）将样品预处理和细菌检测集成在单个微球上; 2）Au@MMSPM结构色鲜艳，易找到SERS靶标; 3）Au@MMSPM SERS基底制备简便，重现性好。因此，我们建立的MMSPM 3D SERS方法为检测大肠杆菌O157:H7提供了一个高通量、快速、灵敏、经济的检测平台，在食品工业、医药和环境领域具有重要的应用潜力。

基于SERS的大肠杆菌O157:H7检测原理

图1: (a) MMSPMs的金相显微镜图像;(b)低倍率下MSIPCMs的SEM图像;(c、d)高倍率下MMIPCM和Au@MMSPM的SEM图像;(e) AuNPs、Au@DTNB和Au@DTNB@PEG的紫外-可见光吸收光谱图;(f) NBA和DTNB在Au@MMSPMs上对应的拉曼光谱图。

图2：(a)不同基团修饰的MMSPMs对应的DTNB特征峰强度;(b)不同浓缩倍数的AuNPs溶液修饰到MMSPMs对应的DTNB特征峰强度;(c)不同浓度的适配体1对应的DTNB特征峰强度;(d)不同捕获时间对拉曼强度的影响;(e)不同结合温度对拉曼强度的影响;(f) 不同浓度的适配体2对应的DTNB特征峰强度。

图3：(a)不同浓度大肠杆菌O157:H7负载MMSPMs对应的DTNB特征峰强度;(b) MMSPMs拉曼信号强度与大肠杆菌O157:H7浓度的关系;(c)大肠杆菌O157:H7的线性检测范围;(d) Au@MMSPMs捕获大肠杆菌O157:H7的SEM图。

图4：基于SERS的检测平台对大肠杆菌O157:H7的特异性分析。

图5：基于SERS的检测平台(a)和平板计数法(b)在水、牛奶和猪肉糜样品中的加标回收率。

本文构建了一种高灵敏度、高通量、快速、易于操作的基于三维Au@MMSPMs的大肠杆菌O157:H7 SERS检测平台。利用DTNB标记的适配体修饰SERS纳米标签，通过适配体与靶标细菌的特异性结合形成“SERS基底-靶标细菌-SERS纳米探针”的三明治夹心型复合结构，可用于大肠杆菌O157:H7的特异性捕获和拉曼信号的增强。该三维Au@MMSPM SERS检测平台集样品前处理、高通量磁分离、微球上快速SERS检测于一体。在优化的实验条件下，所建立的方法对大肠杆菌O157:H7的线性检测范围宽(10-106 CFU/mL)，检出限低(2.20 CFU/mL)，检测时间为110 min。此外，所建立的方法还具有良好的特异性，并成功用于水、牛奶和猪肉糜样品中的大肠杆菌O157:H7的检测。

论文题目：High-throughput, highly sensitive and rapid SERS detection of Escherichia coli O157:H7 using aptamer-modified Au@macroporous silica magnetic photonic microsphere array

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2023.136433

转自：“NANO学术”微信公众号

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