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为解决传统沙门氏菌(Salmonella)检测方法耗时长、需专业设备等问题,研究人员基于 ELISA 双抗体夹心法,利用噬菌体 PJNS004 的新型受体结合蛋白(RBP)proSM 和 proM 开发检测方法,其检测限达 10 CFU/mL,在食品和临床样本中表现可靠,为相关检测提供新工具。
沙门氏菌作为全球主要食源性致病菌之一,每年在全球范围内引发约 9380 万例胃肠炎病例,导致约 15.5 万人死亡,给食品安全和公共健康带来巨大威胁。在我国,由沙门氏菌引起的食源性疾病也较为常见,尤其是在肉类、蛋类和乳制品中。传统的检测方法,如基于培养的方法和聚合酶链反应(PCR),不仅耗时费力,还需要专门的设备和训练有素的人员,难以满足快速检测的需求。因此,开发一种快速、灵敏、特异的沙门氏菌检测方法迫在眉睫。
为了应对这一挑战,中国的研究人员开展了关于噬菌体 PJNS004 受体结合蛋白(RBP)用于沙门氏菌检测的研究。该研究成果发表在《Food Chemistry》上,为沙门氏菌的检测提供了新的思路和方法。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:首先,利用传统的双层琼脂法从中国济南的废水中分离出噬菌体 PJNS004,并对其基因组进行了测序和分析。然后,表达并纯化了噬菌体 PJNS004 的重组受体结合蛋白 proSM 和 proM。基于 ELISA 双抗体夹心法的原理,开发了一种两步检测方法,用于沙门氏菌的定量检测、纯培养和菌种鉴定。此外,还使用了 eGFP 标记的噬菌体 PJNS004 RBP 来富集沙门氏菌,并对富集的细菌进行分析。
噬菌体 PJNS004 的分离与基因组特征
研究人员通过传统的双层琼脂法,从济南的废水中成功分离出噬菌体 PJNS004。对其基因组进行分析发现,噬菌体 PJNS004 具有双链 DNA 基因组,总长度为 40,018 碱基对(bp),GC 含量为 48.6%。全基因组序列比对分析表明,PJNS004 与沙门氏菌噬菌体 vB_SalS_PC192 和大肠杆菌噬菌体 P151 具有较高的同源性。
新型受体结合蛋白的鉴定与应用
研究人员鉴定出噬菌体 PJNS004 的 ORF33 编码的新型受体结合蛋白(RBP),该蛋白能够特异性地靶向宿主菌株表面的脂多糖(LPS)。通过表达和纯化重组蛋白 proSM 和 proM,基于 ELISA 双抗体夹心法开发的两步检测方法,展现出了良好的检测性能。该方法的检测限为 10 CFU/mL,结合时间快速,仅需 30 分钟。
检测方法在食品和临床样本中的验证
为了验证该检测方法的可靠性和灵敏度,研究人员在食品(生菜、鸡胸肉和牛奶)和临床样本中进行了测试。结果表明,该方法在食品样本中的回收率为 98% 至 105%,在临床样本中的回收率为 85% 至 115%,显示出较高的准确性和可靠性。此外,该方法能够有效检测 25 种不同来源的肠炎沙门氏菌(S. enteritidis)、21 株鼠伤寒沙门氏菌(S. typhimurium)以及 9 种其他血清型的沙门氏菌,而对其他细菌无影响,表明其具有高度的特异性。
研究结论与意义
本研究成功鉴定了噬菌体 PJNS004 的新型受体结合蛋白,并开发了一种基于 ELISA 双抗体夹心法的两步检测方法,用于沙门氏菌的灵敏检测。该方法具有检测限低、速度快、特异性高、操作简便等优点,能够有效应用于食品和临床样本中沙门氏菌的检测。此外,该方法不仅能够实现临床样本中沙门氏菌的定量检测,还能够对病原体进行纯培养和进一步的全基因组分析,有助于深入了解沙门氏菌在临床环境中的流行情况。该研究为沙门氏菌的检测提供了一种有价值的工具,在食品安全和临床诊断领域具有重要的应用前景。