現(xiàn)場檢測金黃色葡萄球菌的高靈敏新技術(shù)
金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus，S. aureus）是引發(fā)食源性疾病的主要致病菌之一，對公共健康造成嚴(yán)重威脅。傳統(tǒng)的檢測方法雖然精確，但耗時長且操作復(fù)雜，無法滿足快速檢測的需求。本文介紹了一種基于CRISPR/Cas13a系統(tǒng)和化學(xué)發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移（CRET）的新型傳感技術(shù)，能夠高效、靈敏地檢測飲用水和牛奶中的Staphylococcus aureus，并具備現(xiàn)場檢測能力。
1. CRISPR/Cas13a系統(tǒng)與CRET的創(chuàng)新應(yīng)用
本文提出的檢測策略結(jié)合了CRISPR/Cas13a的RNA識別與CRET的信號放大機(jī)制。通過CRISPR/Cas13a系統(tǒng)的特異性識別，能夠激活RNA酶的切割作用，并通過AuNPs（金納米顆粒）與辣根過氧化物酶（HRP）構(gòu)建的化學(xué)發(fā)光體系，可以通過智能手機(jī)方便地現(xiàn)場檢測飲用水和牛奶中的金黃色葡萄球菌，實現(xiàn)信號的精準(zhǔn)檢測，其檢測原理如下圖所示。該方法極大提高了檢測的靈敏度和特異性。
圖1. (A) CRISPR/ Cas13a輔助的CRET和(B)基于ICTS ICTS-CRISPR/Cas13a-CRET檢測金黃色葡萄球菌示意圖。
2. 高靈敏度與快速響應(yīng)
該檢測方法在飲用水中的檢測限為20 CFU/mL，在牛奶中的檢測限為30 CFU/mL，且檢測時間僅需約2小時（圖2）。實驗表明，與傳統(tǒng)的AuNPs比色法相比，本文提出的技術(shù)靈敏度提升了10倍，使其能夠在低濃度的細(xì)菌污染環(huán)境中快速識別目標(biāo)病原體。
圖2. 利用CRISPR/ cas13a輔助CRET分析不同金黃色葡萄球菌濃度的飲用水和牛奶樣品的相對化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度。
3. 便攜性與現(xiàn)場應(yīng)用潛力
為了實現(xiàn)現(xiàn)場檢測，研究團(tuán)隊將CRISPR/Cas13a-CRET策略與免疫層析試紙條（ICTS）結(jié)合，成功實現(xiàn)了在飲用水和牛奶中檢測Staphylococcus aureus。用戶只需通過智能手機(jī)即可讀取試紙條上的化學(xué)發(fā)光信號，無需專業(yè)設(shè)備，進(jìn)一步簡化了操作流程。這一技術(shù)展現(xiàn)了在食品安全、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用潛力。
總結(jié)：基于CRISPR/Cas13a系統(tǒng)和化學(xué)發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)的新型檢測平臺，為Staphylococcus aureus的高效檢測提供了一種便捷且靈敏的解決方案。其現(xiàn)場檢測能力和智能手機(jī)的便攜讀數(shù)功能，標(biāo)志著該技術(shù)在食品安全監(jiān)測中的重大突破，未來有望應(yīng)用于更廣泛的病原體檢測領(lǐng)域。
參考文獻(xiàn)：Tao, Xiaoqi, et al. "Sensitive and on-Site Detection of Staphylococcus aureus Based on CRISPR/Cas 13a-Assisted Chemiluminescence Resonance Energy Transfer." Analytical Chemistry (2024).
來源：微生物安全與健康網(wǎng)，作者~高寶。
