噬菌體和納米酶比色系統(tǒng)：檢測(cè)食物基質(zhì)中金葡活菌的強(qiáng)大工具
生物傳感器最近已成為檢測(cè)細(xì)菌的有效工具，得益于其兩個(gè)主要的組成成分—傳感器和生物活性元件。盡管某些生物元件，包括適體、抗體和酶等已應(yīng)用于比色生物傳感器，具有較高的選擇性，但在細(xì)菌檢測(cè)過(guò)程中，它們?cè)趷毫拥沫h(huán)境條件下極易受到損壞或喪失活性。因此，迫切需要在比色生物傳感器中尋找一種特異性高、成本低、穩(wěn)定性好的新型生物元件。
噬菌體是細(xì)菌的天然病毒捕食者，可能是開(kāi)發(fā)具有成本效益且可靠的平臺(tái)—以特異性、快速且靈敏地檢測(cè)細(xì)菌病原體的理想生物識(shí)別元件。基于噬菌體的生物傳感器是一種快速、方便和靈敏地檢測(cè)食品中金黃色葡萄球菌（S. aureus）的很有前途的工具，但生物傳感器使用溫和噬菌體作為生物識(shí)別元件來(lái)檢測(cè)活的S. aureus分離株的效果仍不清楚。
SapYZUs7@MnCo2O4檢測(cè)原理：
本研究旨在開(kāi)發(fā)一種基于溫和噬菌體的高靈敏度和特異性檢測(cè)食品中活的S. aureus的方法（如圖1所示）。該系統(tǒng)檢測(cè)原理簡(jiǎn)述如下： SapYZUs7@MnCo2O4僅具有強(qiáng)的過(guò)氧化物酶樣活性，氧化無(wú)色的TMB形成藍(lán)色的TMBox。該系統(tǒng)僅捕獲活的S. aureus而不捕獲其他菌株，捕獲的活菌將納米酶的活性位點(diǎn)覆蓋而抑制其氧化活性，因而藍(lán)色代表無(wú)S. aureus，淡藍(lán)色或呈無(wú)色表有S. aureus的存在。
圖1 SapYZUs7@MnCo2O4的合成路線以及比色檢測(cè)
噬菌體的篩選：
在篩選出的4種溫和噬菌體中，與另外三種S. aureus噬菌體相比，SapYZUs7具有更高的滴定度、更廣泛的宿主范圍、更好的pH耐受性（3-12，> 91%），更高的吸附率（71.6%，6分鐘），最終選擇SapYZUs7噬菌體作為生物識(shí)別元件。
圖2 四種溫和噬菌體的生物學(xué)特征
SapYZUs7@MnCo2O4的制備和表征：
將SapYZUs7噬菌體固定在MnCo2O4納米酶上，制備成SapYZUs7@MnCo2O4，評(píng)估其在S. aureus檢測(cè)中的應(yīng)用。如圖3所示，SapYZUs7@MnCo2O4的成功固定、優(yōu)異的生物學(xué)活性和過(guò)氧化物酶模擬能力得到了證明。
圖3 SapYZUs7@MnCo2O4的表征
如圖4和圖5所示，SapYZUs7@MnCo2O4表現(xiàn)出對(duì)活菌株S. aureus的高度敏感性和特異性，該系統(tǒng)不受其他菌株的干擾，也不受死的S. aureus干擾，其檢出限為0.77 × 102 CFU/mL。
圖4 SapYZUs7@MnCo2O4在不同菌濃下以及不同菌株情況下的吸光度的測(cè)定
圖5 評(píng)估該系統(tǒng)抗死菌S. aureus干擾的能力
SapYZUs7@MnCo2O4在食品中的應(yīng)用：
在LB培養(yǎng)基中添加相同濃度的金黃色葡萄球菌時(shí)，不同食品添加劑、不同NaCl濃度、不同pH值存在下，SapYZUs7@MnCo2O4反應(yīng)體系的吸光度值一致。結(jié)果表明這些因素不影響金黃色葡萄球菌的檢測(cè)。SapYZUs7@MnCo2O4成功應(yīng)用于不同添加劑、NaCl濃度和pH值的食品樣品中S. aureus的顏色測(cè)定。此外，使用研究人員提出的 SapYZUs7@MnCo2O4顯色系統(tǒng)獲得的結(jié)果與傳統(tǒng)方法的結(jié)果一致。
圖6 SapYZUs7@MnCo2O4在不同即食食品中的應(yīng)用
文章結(jié)論：本研究構(gòu)建的SapYZUs7@MnCo2O4在不同食品基質(zhì)中比色檢測(cè)活的S. aureu具有高精度和可靠性。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.snb.2023.134810
