一种用于分析环境细菌细胞的简易方法开发框架：结合单轮DNA适配体筛选与金纳米粒子传感器技术，以实现嗜肺军团菌的检测

《ACS ES&T Water》：Framework for Developing a Simple Method of Analyzing Environmental Bacterial Cells: Combining Single-Round DNA Aptamer Selection with Gold Nanoparticle Sensor Development for Legionella pneumophila Detection

　　

摘要

监测公共水域和环境水域中的致病微生物对于保护生态系统和人类健康至关重要；然而，目前的检测方法成本高昂、耗时且劳动强度大。虽然DNA适配体传感器有望克服这些缺陷，但传统的适配体筛选往往无法获得高亲和力的适配体序列，而且过程复杂漫长。在本研究中，我们提出了一种单轮聚合物增强型毛细管瞬态等速电泳/金纳米粒子（SR-PectI/AuNP）框架，用于开发简单且高度敏感的DNA适配体传感器。该框架包含两个关键部分：SR-PectI筛选，可对细菌目标的高亲和力适配体候选序列进行近乎全面的筛选；以及基于适配体结合的金纳米粒子颜色变化的传感器构建。值得注意的是，整个SR-PectI/AuNP框架可在短时间内完成。在这项概念验证研究中，我们以肺军团菌为检测对象，通过SR-PectI筛选成功获得了7种高亲和力适配体（亲和力常数1.0 ≤ Kd ≤ 14 nmol L^–1，比以往报道的肺军团菌适配体的亲和力低9倍），随后利用金纳米粒子构建了传感器。由此，在40分钟内即可检测到1.1 × 10²个细胞当量的肺军团菌，其检测限低于常用的免疫传感器。该SR-PectI/AuNP框架为环境细菌物种的检测提供了全面的方法，有助于开发用于阈值筛选的简易分析方法。