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幽门螺杆菌（H. pylori）检测面临诸多难题，为解决这些问题，研究人员开发了聚苯胺 - 氧化石墨烯（PANI-GO）修饰的基于 CagA 基因的 DNA 生物传感器。该传感器检测H. pylori单链 DNA 效果良好，对临床诊断和病原体检测意义重大。
在人体的胃部，有一种狡猾的细菌正在悄然 “搞破坏”，它就是幽门螺杆菌（
Helicobacter pylori，简称
H. pylori）。这种螺旋状、革兰氏阴性且带有鞭毛的细菌，能在胃部强酸性的恶劣环境中扎根生长。据统计，全球约 50% 的人胃部都有它的踪迹。它可不只是个 “安静的过客”，长期感染
H. pylori，不仅会引发慢性 胃炎，还与胃溃疡、胃癌等严重疾病密切相关。全球 75 - 80% 的胃癌病例都和它脱不了干系，简直就是胃部健康的 “头号大敌”。
目前，检测H. pylori的方法存在不少问题。传统的侵入性检测，比如通过胃镜获取胃黏膜活检，不仅让患者难受，还伴随着一定风险，费用也高。非侵入性检测，像粪便抗原检测、尿素呼气试验（UBT）等，虽然操作简单，但准确性欠佳，而且无法评估病情的严重程度和病变位置。分子检测技术里，荧光原位杂交（FISH）虽然能直接检测H. pylori的 DNA/RNA，但需要侵入性采样。现有的检测手段，没有一种能在成本、速度、准确性以及追踪病情和治疗效果等方面都满足临床需求。
为了攻克这些难题，来自 Maharishi Markandeshwar Institute of Medical Sciences and Research（MMIMSR）的研究人员开展了一项重要研究。他们致力于开发一种聚苯胺 - 氧化石墨烯（PANI - GO）修饰的基于细胞毒素相关基因 A（Cytotoxin - associated gene A，简称CagA）的 DNA 生物传感器，用于快速检测H. pylori。这项研究成果发表在《Analytical Biochemistry》上，为H. pylori的检测带来了新的曙光。
研究人员在这项研究中用到了多种关键技术方法。首先，通过透射电子显微镜（TEM）、动态光散射（DLS）、紫外 - 可见光谱（UV - Vis）以及傅里叶变换红外光谱（FTIR）对合成的聚苯胺（PANI）、氧化石墨烯（GO）和聚苯胺 - 氧化石墨烯（PANI - GO）纳米复合材料进行表征，以此来评估它们的特性。然后，在丝网印刷纸电极（SPPE）上制备纳米复合材料，并利用 1 - 乙基 - 3 -（3 - 二甲基氨基丙基）碳二亚胺（EDC）/N - 羟基琥珀酰亚胺（NHS）交联剂，将 5′NH?标记的针对CagA基因的单链 DNA（ssDNA）探针修饰到电极上。最后，在优化的电化学实验条件下，运用循环伏安法（CV）和差分脉冲伏安法（DPV）对开发的生物传感器性能进行分析。
下面来看看具体的研究结果：
- 纳米复合材料的特性：通过 TEM 等技术表征发现，PANI、GO 及其纳米复合材料都具有晶体结构，且处于纳米级范围，这为后续生物传感器性能的提升奠定了基础。
- 生物传感器的检测性能：在优化条件下，运用 CV 和 DPV 分析，确定了该生物传感器对H. pylori单链 DNA 的线性动态范围在 0.00001 ng/μl 到 0.1 ng/μl 之间。其中，CV 的相关系数 R2 = 0.9813，DPV 的相关系数 R2 = 0.9343。在 CV 研究中，传感器的灵敏度为 50.261 μA?μL/ng?mm2 ，DPV 研究中的灵敏度则达到 66.5 μA?μL/ng?mm2 。同时，CV 的检测限（LOD）为 0.0026 ng/μL，DPV 的检测限更低，为 0.001 ng/μL。这表明该生物传感器在检测H. pylori单链 DNA 时，具有较高的灵敏度和较宽的检测范围。
- 实际样本检测：研究人员利用添加了不同浓度H. pylori单链 DNA 的人体粪便样本对开发的传感器进行验证，结果显示该传感器能够有效检测样本中的H. pylori，这意味着它在实际临床检测中具有很大的应用潜力。
研究结论表明，开发的 PANI - GO 修饰的 DNA 生物传感器，能够灵敏、可靠地检测和定量H. pylori基因组 DNA。这一成果意义非凡，它为临床诊断和病原体检测提供了一种新的、有效的手段。在临床应用中，医生可以借助该传感器更快速、准确地判断患者是否感染H. pylori，尤其是在感染早期，细菌载量较低时也能精准检测，从而实现早发现、早治疗，降低胃癌等严重疾病的发生风险。同时，该研究也为生物传感器在其他病原体检测领域的应用提供了参考，推动了生物传感技术在医学诊断方面的进一步发展，有望改善全球众多受H. pylori感染人群的健康状况。
