AC. 海胆状Au–Ag @ Pt传感器集成横向流动免疫测定，用于临床多种细菌感染的多模式检测和特异性区分

以下文章来源于分析化学方法 ，作者科研小组

全文简介

一种结合多种细菌的灵敏检测和鉴定的新的横向流动免疫测定条(LFIA)仍然是一个巨大的挑战。在这项研究中，我们首先开发了多功能海胆状Au–Ag @ Pt纳米粒子(UAA@P NPs ),它具有比色-SERS-光热-催化(CM/SERS/PT/CL)特性的独特组合，并将它们与LFIA集成，用于血液样品中致病菌的多重检测和特异性识别。与依赖抗体(Ab)的传统LFIA不同，这种新型LFIA引入了4-巯基苯硼酸(4-MPBA)作为理想的Ab替代品，它在UAA@P NPs (UAA@P/M NPs)上功能化，对细菌具有突出的结合和富集能力。以金黄色葡萄球菌(金黄色葡萄球菌)为模型菌，SERS-LFIA的检测限(LOD)为3 CFU/毫升，铂-LFIA的检测限为27 CFU/毫升，氯-LFIA的检测限为18 CFU/毫升，这三种方法的灵敏度分别是普通目视CM-LFIA的330倍、37倍和55倍以上。此外，该SERS-LFIA能够通过偏最小二乘判别分析(PLS-DA)根据特定细菌拉曼“指纹”有效地识别三种类型的细菌掺入血液样品(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌)。更重要的是，该LFIA成功地应用于血液样品，具有从90.3%到108.8%的令人满意的回收率，并且能够以很高的准确度从健康受试者(N = 2)中识别感染的患者(N = 4)。总体而言，多模式LFIA融合了细菌识别和定量检测，为细菌感染的早期预警和诊断提供了一种途径。

简介

（A）多功能UAA@P/M合成过程的示意图；（B）UAA@P/M集成LFIA多重细菌鉴别原则；（C）UAA@P/M集成LFIA多模式细菌检测程序

（A）UAA NP和各种UAA@P NP的代表性TEM图像。（B，C）UAA@P NPs的EDX元素映射和UV-vis吸收光谱。（D，E）UAA@P NPs的高分辨率Ag 3d和Pt 4f XPS光谱。（F）用不同体积的Pt前体合成的UAA@P/M NPs的SERS光谱。（G）用不同体积的Pt前体合成的UAA@P/M NPs催化的TMB的紫外吸收光谱。（H）808纳米激光照射时UAA@P/M NP的光热加热曲线（5分钟，0.8 W cm-2）。

UAA@P/M NP用于细菌检测的可行性，由（A，B）CM-LFIA和相应的比色信号，（C）SERS-LFIA，（D）CL-LFIA和（E）PT-LFIA验证，浓度为105 CFU/mL。第1-6号分别对应于PBS（1）、金黄色葡萄球菌（2）、UAA@P NPs（3）、UAA@P NPs +金黄色葡萄球菌（4）、UAA@P/M NPs +金黄色葡萄球菌（5）和UAA@P/Ab NPs +金黄色葡萄球菌（6）。（F）不同治疗的金黄色葡萄球菌的代表性TEM图像。惊吓棒 = 1 微米。（G）用ICP-MS测量了UAA@P/M NPs-bacteria和UAA@P/antibody NPs-bacteria溶液中的Au量。（H）不同干扰细菌菌株的特异性研究结果（105 CFU/mL）。N = 3/组。（**）p < 0.005。

（A）不同细菌浓度（金黄色葡萄球菌）的试纸的照片。黑色矩形框架是可见检测极限。（B）不同细菌浓度的催化反应的吸收光谱。（C）金黄色葡萄球菌浓度与从（B）获得的652纳米催化反应吸收值变化之间的线性关系。（D）不同细菌浓度的T线上的SERS光谱。（E）金黄色葡萄球菌浓度和1580厘米-1的SERS强度之间的线性关系。（F）在1580厘米-1下拍摄的SERS映射图像（8微米×8微米）。（G）金黄色葡萄球菌浓度和温度变化之间的线性关系。

（A）不同类型细菌的试纸照片（105 CFU/mL）。（B）附着在不同种类细菌上的UAA@P/M NP的代表TEM图像。（C）不同种类细菌的菌落计数结果。（D）使用SERS-LFIA识别和检测不同的细菌。a-d的拉曼光谱分别对应于用绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌培养的4-MPBA、UAA@P/M NP。（E-H）面板A-D中描绘的组的SERS光谱由10批表示。（I）PLS-DA分析显示了三种细菌的特定区别，数据来自E-H面板。

（A）UAA@P/M NPs-LFIA的照片，用于检测不同稀释的人类血液样本中的金黄色葡萄球菌（105 CFU/mL）。（B）应用UAA@P/M NPs-LFIA检测人类血液样本中的三种目标细菌（5%稀释）。（C）用绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌或大肠杆菌（105 CFU/mL）稀释的血液的SERS光谱。（D-F）绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的配对Maharalanobis距离。引入对角线来确定两个物种之间的边界。（G）LFIA和（H）不同真实临床样本的SERS光谱。

相关成果以“Urchin-Shaped Au–Ag@Pt Sensor Integrated Lateral Flow Immunoassay for Multimodal Detection and Specific Discrimination of Clinical Multiple Bacterial Infections”，发表在国际学术期刊“Analytical Chemistry”上。

文献链接：点击阅读原文

https://doi.org/10.1021/acs.analchem.3c01631

转自：“NANO学术”微信公众号

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