近期，江南大學(xué)生物工程學(xué)院周楠迪教授團(tuán)隊(duì)在金黃色葡萄球菌適配體生物傳感器的構(gòu)建方面取得進(jìn)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(jì)數(shù)據(jù)顯示，金黃色葡萄球菌感染導(dǎo)致的死亡人數(shù)甚至超過艾滋病、結(jié)核病和病毒性肝炎的總和，嚴(yán)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(tuán)隊(duì)利用非常規(guī)核酸結(jié)構(gòu)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(jié)合鏈置換擴(kuò)增技術(shù)，構(gòu)建了基于三螺旋分子開關(guān)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(jìn)行識(shí)別。磁珠表面修飾部分互補(bǔ)雙鏈Apt-cDNA，靶標(biāo)與適配體結(jié)合后，置換下的cDNA通過磁性分離技術(shù)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(kuò)增反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)單鏈DNA的擴(kuò)增。與此同時(shí)，在電極表面修飾事先合成的三螺旋DNA分子開關(guān)，由于三螺旋DNA結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定存在，溶液中顯示低電流信號(hào)。將鏈置換擴(kuò)增產(chǎn)物加入電極反應(yīng)體系，擴(kuò)增單鏈DNA與三螺旋DNA的帽子區(qū)域互補(bǔ)，打開分子開關(guān)。電極表面剩余的富G序列形成G-四鏈體結(jié)構(gòu)，與氯化血紅素結(jié)合形成電活性復(fù)合物，產(chǎn)生顯著的電化學(xué)信號(hào)。該生物傳感器可檢測30-3×108 CFU/mL動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的金黃色葡萄球菌，檢測限低至8 CFU/mL。同時(shí)，通過更換識(shí)別適配體和引物，該傳感器可應(yīng)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(yīng)用前景。
周楠迪教授為該論文的通訊作者，2017級(jí)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(xiàng)目（JY-078）和江蘇省研究生科研創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目（KYCX18_1799）的資助。
日期：2021-03-12
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(jì)數(shù)據(jù)顯示，金黃色葡萄球菌感染導(dǎo)致的死亡人數(shù)甚至超過艾滋病、結(jié)核病和病毒性肝炎的總和，嚴(yán)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(tuán)隊(duì)利用非常規(guī)核酸結(jié)構(gòu)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(jié)合鏈置換擴(kuò)增技術(shù)，構(gòu)建了基于三螺旋分子開關(guān)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(jìn)行識(shí)別。磁珠表面修飾部分互補(bǔ)雙鏈Apt-cDNA，靶標(biāo)與適配體結(jié)合后，置換下的cDNA通過磁性分離技術(shù)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(kuò)增反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)單鏈DNA的擴(kuò)增。與此同時(shí)，在電極表面修飾事先合成的三螺旋DNA分子開關(guān)，由于三螺旋DNA結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定存在，溶液中顯示低電流信號(hào)。將鏈置換擴(kuò)增產(chǎn)物加入電極反應(yīng)體系，擴(kuò)增單鏈DNA與三螺旋DNA的帽子區(qū)域互補(bǔ)，打開分子開關(guān)。電極表面剩余的富G序列形成G-四鏈體結(jié)構(gòu)，與氯化血紅素結(jié)合形成電活性復(fù)合物，產(chǎn)生顯著的電化學(xué)信號(hào)。該生物傳感器可檢測30-3×108 CFU/mL動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的金黃色葡萄球菌，檢測限低至8 CFU/mL。同時(shí)，通過更換識(shí)別適配體和引物，該傳感器可應(yīng)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(yīng)用前景。
周楠迪教授為該論文的通訊作者，2017級(jí)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(xiàng)目（JY-078）和江蘇省研究生科研創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目（KYCX18_1799）的資助。
日期：2021-03-12
