近期，江南大學生物工程學院周楠迪教授團隊在金黃色葡萄球菌適配體生物傳感器的構建方面取得進展，研究成果“A Versatile Signal-On Electrochemical Biosensor for Staphylococcus aureus based on Triple-Helix Molecular Switch”正式發(fā)表于Sensors and Actuators B–Chemical （IF = 7.1）（https://doi.org/10.1016/j.snb.2020.128842）。

 

　　金黃色葡萄球菌是一種常見的病原微生物，廣泛存在于食品、空氣和水等環(huán)境中，一定情況下可引起各種類型的感染。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，金黃色葡萄球菌感染導致的死亡人數(shù)甚至超過艾滋病、結核病和病毒性肝炎的總和，嚴重威脅人類的健康。因此，面對病原微生物，有必要建立一種高靈敏度和特異性的檢測方法。

 

　　周楠迪教授團隊利用非常規(guī)核酸結構三螺旋DNA具有的高度靈活性以及包含更多核酸鏈這一特性，通過結合鏈置換擴增技術，構建了基于三螺旋分子開關的金黃色葡萄球菌生物傳感器。首先，利用磁珠分離體系，對溶液中的金黃色葡萄球菌進行識別。磁珠表面修飾部分互補雙鏈Apt-cDNA，靶標與適配體結合后，置換下的cDNA通過磁性分離技術收集。隨后在引物，聚合酶和切刻酶的作用下，觸發(fā)鏈置換擴增反應，實現(xiàn)目標單鏈DNA的擴增。與此同時，在電極表面修飾事先合成的三螺旋DNA分子開關，由于三螺旋DNA結構的穩(wěn)定存在，溶液中顯示低電流信號。將鏈置換擴增產(chǎn)物加入電極反應體系，擴增單鏈DNA與三螺旋DNA的帽子區(qū)域互補，打開分子開關。電極表面剩余的富G序列形成G-四鏈體結構，與氯化血紅素結合形成電活性復合物，產(chǎn)生顯著的電化學信號。該生物傳感器可檢測30-3×108 CFU/mL動態(tài)范圍內(nèi)的金黃色葡萄球菌，檢測限低至8 CFU/mL。同時，通過更換識別適配體和引物，該傳感器可應用與其他微生物的檢測，具有一定的通用性。本研究為食品和環(huán)境中多種有害微生物的檢測提供了一種替代方法，具有良好的應用前景。

 

　　周楠迪教授為該論文的通訊作者，2017級博士生蔡蓉鳳為該論文的第一作者。上述研究工作得到了江蘇省六大人才高峰項目（JY-078）和江蘇省研究生科研創(chuàng)新計劃項目（KYCX18_1799）的資助。