基于酪胺信号放大技术用于金黄色葡萄球菌的超灵敏检测
发布时间：2024-11-06 浏览次数：314
引言：金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus，S. aureus）是食源性疾病的主要致病菌之一，准确、快速检测其低浓度感染源对于食品安全至关重要。传统检测技术虽灵敏，但操作复杂且耗时。本文介绍了一种利用酪胺信号放大（Tyramide Signal Amplification, TSA）技术的电化学适配体传感器，可实现对S. aureus的超灵敏检测，检测限低至3 CFU/mL。
1. TSA信号放大原理
本传感器通过酪胺信号放大技术（TSA）进行信号增强。使用SA37适配体捕获S. aureus，随后通过SA81@HRP复合物触发HRP的催化反应，激活酪胺分子在细胞表面的多重沉积。这种多重沉积极大地放大了检测信号，使得即使在超低浓度下也能检测到S. aureus。该方法的检测原理如下图1所示。
图1. 酪胺信号放大(TSA)电化学传感器检测金黄色葡萄球菌的原理。
2. 高灵敏度与选择性
实验结果表明，该传感器在缓冲液中的检测限为3 CFU/mL（图2），在自来水和牛肉汤中的检测限为8 CFU/mL。传感器展示了高度的选择性，对其他常见细菌如沙门氏菌、大肠杆菌等无显著响应，确保了检测的特异性（图3）。
图2.基于TSA的信号增强系统的分析性能评估。(A)不同浓度(0 ~ 6250 CFU/mL)金黄色葡萄球菌细胞的时安培剂量依赖性曲线，以及HRP沉积下基于TSA的三明治型电化学配体传感器的响应CA图(B)。(C)电化学峰值电流对不同对抗靶标(腐生链球菌、大肠杆菌、单核增生乳杆菌、鼠伤寒链球菌)的响应，用于特异性测量。
图3. 基于TSA的电化学传感器信号增强在实际样品中的应用。(A)、(D)不同浓度的金黄色葡萄球菌细胞(0 ~ 6250 CFU/mL)在自来水和牛肉肉汤中的计时电流响应。(B)， (E)从台式恒电位/恒流电化学分析仪运行CA得到的剂量依赖性饱和曲线。(C)， (F)在自来水和牛肉肉汤中对不同对抗目标(腐生杆菌、大肠杆菌、单核增生乳杆菌、鼠伤寒沙门氏菌)的电化学峰值电流响应的特异性测量。
3. 实际应用与前景
该传感器成功应用于自来水和牛肉汤等复杂样本的检测，回收率在90%以上。其操作简便、无需多次洗涤、耗时短（105分钟），使其成为食品安全和环境监控中的理想检测工具。
总结：基于酪胺信号放大的电化学适配体传感器为快速、超灵敏的S. aureus检测提供了新方案，具有广泛的应用前景，尤其在食品安全和环境检测中具有重要意义。
参考文献：Nguyen, Thi Thanh-Qui, and Man Bock Gu. "An ultrasensitive electrochemical aptasensor using Tyramide-assisted enzyme multiplication for the detection of Staphylococcus aureus." Biosensors and Bioelectronics 228 (2023): 115199.
来源：微生物安全与健康网，作者~高宝。
