表面增强拉曼光谱与红外光谱联用技术检测抗生素耐药性大肠杆菌的分子机制研究

【编辑推荐】本研究创新性地采用表面增强拉曼光谱（SERS）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）双技术联用，结合金纳米棒（Au NRs）与金纳米壳（Au NSs）阵列双增强基底，实现了对氨苄西林（AMP）、恩诺沙星（ENR）等抗生素作用下大肠杆菌耐药性分子指纹（如酰胺III带1267 cm?1、胞嘧啶760 cm?1）的高灵敏度检测，为抗微生物耐药（AMR）的快速诊断提供了新策略。

　　

Highlight
本研究成功构建了金纳米壳（Au NSs）阵列与金纳米棒（Au NRs）的双增强SERS基底，相较于单金属基底显著提升了信号强度。通过系统优化实验参数，确定了SERS基底制备的最佳条件、细菌溶液的最适浓度（50 μL菌悬液稀释6倍至OD₆₀₀≈0.1）以及菌液与Au NRs的最佳混合比例。

Reagents and instruments
实验所用试剂包括十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、四氯金酸（HAuCl₄·4H₂O）等，均购自国药集团化学试剂有限公司；仪器部分未详述。

Schematic diagram of SERS detection of E. coli
图1展示了使用Au NRs和Au NSs阵列作为双增强SERS基底检测大肠杆菌的流程：(a) Au NSs阵列制备：通过垂直沉积法将氨基功能化二氧化硅球组装成三维有序阵列，再吸附金纳米颗粒形成SiO₂/Au NPs阵列，最终在K₂CO₃溶液中还原生成粗糙金壳层。

Conclusion
双增强SERS技术成功捕捉到抗生素耐药大肠杆菌的分子变化特征：喹诺酮类抗生素（ENR/CIP/NFX）作用时，SERS谱中760 cm^?1（胞嘧啶/尿嘧啶）、960 cm^?1（C-N伸缩/C-C变形）和1140 cm^?1（C-O-C伸缩）处出现显著峰位偏移；FTIR谱中酰胺I带（1655 cm^?1）、II带（1544 cm^?1）的变化揭示了蛋白质构象改变。该研究为理解抗生素作用机制提供了新的光谱学视角。

（注：翻译部分已按要求去除文献标识和图示引用，专业术语保留英文缩写及上下标格式）