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我校化学与化工学院张奎教授团队在国际权威期刊发表细菌检测最新研究成果

发布时间:2022-12-06   文章来源:化工学院   浏览:

近日,我校化学与化工学院张奎教授团队在在自然指数(Nature Index)期刊《Analytical Chemistry》上发表快速检测耐甲氧西林金黄色葡萄球菌最新研究成果。《Analytical Chemistry》由美国化学会出版,致力于发表分析化学各支学科具有新颖性及原创性的学术论文,是国际化学界广泛认可的享有高度学术声誉的期刊。我校为论文第一完成单位,化学与化工学院研究生易洋为第一作者,孙玉蝶副教授和张奎教授为共同通讯作者。以上工作得到了国家自然科学基金、安徽省杰出青年科学基金等项目的支持,也得到了南京大学徐静娟教授的支持。

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)是一种具备多重耐药性的细菌,在较低浓度下能感染人体并导致多种并发症。目前常用的平板计数法十分精准但需要耗费几天时间,难以在感染早期实现快速检测。为了能够对感染早期患者的精确诊断,需要开发出精确且快速的检测方式。

(SERS平台检测MRSA示意图)


(核酸结构和反应过程凝胶电泳表征)


(反应过程的透射电镜表征)


(检测平台精准分析目标样品)


(检测平台分析真实样品灵敏检测)

团队针对目标细菌选择了匹配的核酸适配体,利用酶切DNA反应破坏了修饰拉曼染料的金纳米粒子稳定性,构建了基于DNA分子机器的表面增强拉曼散射传感平台用于快速检测MRSA。目标细菌可以与适配体结合并置换出两条适配体互补链,DNA分子机器上修饰的发卡DNA与适配体互补链结合后会被外切酶Ⅲ水解并激活,激活的DNA分子机器会在外切酶Ⅲ的帮助下在修饰了拉曼染料和保护DNA链的金纳米粒子上通过消耗保护DNA实现行走,随着保护DNA链的消耗金纳米粒子会被镁离子诱导发生聚集产生大量3D SERS热点,大幅度提升拉曼染料的信号。通过分析拉曼信号的变化,可以精确分析100-107cfu/mL浓度范围的MRSA,通过核酸信号多级扩增和DNA分子机器实现了对低浓度细菌的快速检测。

论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.2c03834

(撰稿:孙玉蝶 审核:何孝军 张苒 杜飞)

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