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抗生素耐药基因（ARGs）威胁人类健康和生态安全，传统检测方法存在局限。研究人员基于 DNA 模板银纳米簇（AgNCs）建立荧光传感策略检测 ermB 基因。该方法无需酶、标记和扩增，能在复杂环境样本中灵敏检测 ermB，助力 ARGs 快速检测。
在现代社会，抗生素广泛应用于农业、医疗等多个领域。随着其使用量不断增加，大量抗生素被排放到环境中。环境里抗生素的过度积累可不得了，它会让细菌产生耐药性，还会促使各种环境细菌通过垂直基因转移（VGT）和水平基因转移（HGT）等机制，加速抗生素耐药基因（ARGs）的转移和转化。这些 ARGs 就像隐藏在暗处的 “健康杀手”，在医院、土壤、动物粪便、污水处理厂等各种环境中都能被检测到。据估计，到 2050 年，由携带 ARGs 的病原体引发的感染，会大幅增加治疗成本，提高治疗失败的风险，甚至可能导致每年多达 1000 万人死亡。其中，红霉素耐药甲基化酶（erm）基因编码的 23S rRNA 甲基转移酶，会阻碍大环内酯类抗生素与核糖体结合，ermB 基因作为常见的大环内酯类耐药基因，频繁出现在多种水环境中。所以，迫切需要一种快速、简单、灵敏又可靠的方法，来检测复杂水系统中的 ermB 基因。
面对这一严峻的挑战，来自未知研究机构的研究人员积极展开探索。他们成功开发出一种基于 DNA 模板银纳米簇（AgNCs）的 “开启” 荧光传感策略，用于检测抗生素耐药基因，相关研究成果发表在《Analytica Chimica Acta》。这一研究意义重大，为 ARGs 的检测提供了新方向，有望在保障人类健康和生态安全方面发挥关键作用。
研究人员开展此项研究时，用到了几个关键技术方法。首先是基于 DNA-AgNCs 和多分支线性结构设计生物荧光传感器，利用 DNA-AgNCs 在特定序列附近受照射能发出不同荧光信号的特性进行检测。其次，通过设计含特定识别片段和调谐增强序列的 DNA 荧光探针，与目标耐药基因互补杂交，实现荧光信号的放大和转换。
下面来看看具体的研究结果：
- 试剂和材料：研究中用到的化学试剂，如 AgNO3、NaBH4等，均采购自国内相关试剂公司，使用的超纯水通过特定的水净化系统获得。这些试剂和材料为后续实验的顺利开展提供了基础保障。
- 传感检测原理：设计的生物荧光传感器用于检测典型的大环内酯类耐药基因 ermB。探针序列 E4 的 5' 端富含胞嘧啶，可用于包裹 Ag+，3' 端与目标基因的相互作用在检测中发挥关键作用。在目标耐药基因 ermB 存在时，探针和目标基因通过互补碱基配对杂交，使探针序列首尾相连，形成亮黄色银纳米簇信标的线性多分支 DNA 结构，实现荧光信号的放大和转导，从而实现对 ermB 基因的灵敏检测。
研究结论表明，该研究成功开发出一种利用 DNA 银纳米簇检测单个 ARGs 的荧光传感检测方法。通过设计使暗态银纳米簇和富含鸟嘌呤（G-rich）序列紧密相邻的线性多分支结构，增强了荧光信号，提高了检测效率。对典型大环内酯类耐药基因 ermB 的检测限低至 0.37 nM，展现出在抗生素耐药基因检测方面的高灵敏度。在实际应用中，这种方法无需酶、标记和扩增，可用于复杂环境样本中特定 ARGs 的快速检测，在环境监测、疾病防控等领域具有广阔的应用前景。不过，该研究也存在一定的局限性，比如可能受到环境中其他物质的干扰，在不同复杂程度环境样本中的检测稳定性还需进一步验证等。未来研究可朝着优化检测方法、提高检测稳定性和拓展应用范围等方向深入，以更好地应对 ARGs 带来的挑战，守护人类健康和生态环境。
