噬菌體和納米酶比色系統：檢測食物基質中金葡活菌的強大工具
生物傳感器最近已成為檢測細菌的有效工具，得益于其兩個主要的組成成分—傳感器和生物活性元件。盡管某些生物元件，包括適體、抗體和酶等已應用于比色生物傳感器，具有較高的選擇性，但在細菌檢測過程中，它們在惡劣的環境條件下極易受到損壞或喪失活性。因此，迫切需要在比色生物傳感器中尋找一種特異性高、成本低、穩定性好的新型生物元件。
噬菌體是細菌的天然病毒捕食者，可能是開發具有成本效益且可靠的平臺—以特異性、快速且靈敏地檢測細菌病原體的理想生物識別元件。基于噬菌體的生物傳感器是一種快速、方便和靈敏地檢測食品中金黃色葡萄球菌（S. aureus）的很有前途的工具，但生物傳感器使用溫和噬菌體作為生物識別元件來檢測活的S. aureus分離株的效果仍不清楚。
SapYZUs7@MnCo2O4檢測原理：
本研究旨在開發一種基于溫和噬菌體的高靈敏度和特異性檢測食品中活的S. aureus的方法（如圖1所示）。該系統檢測原理簡述如下： SapYZUs7@MnCo2O4僅具有強的過氧化物酶樣活性，氧化無色的TMB形成藍色的TMBox。該系統僅捕獲活的S. aureus而不捕獲其他菌株，捕獲的活菌將納米酶的活性位點覆蓋而抑制其氧化活性，因而藍色代表無S. aureus，淡藍色或呈無色表有S. aureus的存在。
圖1 SapYZUs7@MnCo2O4的合成路線以及比色檢測
噬菌體的篩選：
在篩選出的4種溫和噬菌體中，與另外三種S. aureus噬菌體相比，SapYZUs7具有更高的滴定度、更廣泛的宿主范圍、更好的pH耐受性（3-12，> 91%），更高的吸附率（71.6%，6分鐘），最終選擇SapYZUs7噬菌體作為生物識別元件。
圖2 四種溫和噬菌體的生物學特征
SapYZUs7@MnCo2O4的制備和表征：
將SapYZUs7噬菌體固定在MnCo2O4納米酶上，制備成SapYZUs7@MnCo2O4，評估其在S. aureus檢測中的應用。如圖3所示，SapYZUs7@MnCo2O4的成功固定、優異的生物學活性和過氧化物酶模擬能力得到了證明。
圖3 SapYZUs7@MnCo2O4的表征
如圖4和圖5所示，SapYZUs7@MnCo2O4表現出對活菌株S. aureus的高度敏感性和特異性，該系統不受其他菌株的干擾，也不受死的S. aureus干擾，其檢出限為0.77 × 102 CFU/mL。
圖4 SapYZUs7@MnCo2O4在不同菌濃下以及不同菌株情況下的吸光度的測定
圖5 評估該系統抗死菌S. aureus干擾的能力
SapYZUs7@MnCo2O4在食品中的應用：
在LB培養基中添加相同濃度的金黃色葡萄球菌時，不同食品添加劑、不同NaCl濃度、不同pH值存在下，SapYZUs7@MnCo2O4反應體系的吸光度值一致。結果表明這些因素不影響金黃色葡萄球菌的檢測。SapYZUs7@MnCo2O4成功應用于不同添加劑、NaCl濃度和pH值的食品樣品中S. aureus的顏色測定。此外，使用研究人員提出的 SapYZUs7@MnCo2O4顯色系統獲得的結果與傳統方法的結果一致。
圖6 SapYZUs7@MnCo2O4在不同即食食品中的應用
文章結論：本研究構建的SapYZUs7@MnCo2O4在不同食品基質中比色檢測活的S. aureu具有高精度和可靠性。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.snb.2023.134810
