Detection of Broad Spectrum Bacteria Using a FITC-Lysozyme and Positively Charged AuNPs Constructed FRET Platform

一、文献基础信息

· 标题：Detection of Broad Spectrum Bacteria Using a FITC-Lysozyme and Positively Charged AuNPs Constructed FRET Platform

· 中文标题：基于异硫氰酸荧光素标记溶菌酶和荷正电纳米金构建荧光共振能量转移平台检测广谱细菌

· 期刊：分析测试学报

· DOI：10.19969/j.fxcsxb.21122801

· 原文链接：http://fxcsxb.ijournals.cn/fxcsxben/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20220423&flag=1

· 发表时间：2022-07

· 作者：王玲等

· 摘要概要：

构建FRET 荧光共振能量转移传感平台，以FITC-Lys（FITC 标记溶菌酶，西安瑞禧生物）作为荧光能量供体，聚乙烯亚胺修饰正电金纳米颗粒 PEI-AuNPs 作为能量受体，实现革兰氏阳性、革兰氏阴性共 10 种细菌的广谱检测，可用于食品样本（牛奶、果汁）中细菌污染筛查。

二、文献核心主要内容

研究背景

食品、环境样品中细菌污染快速检测具有重要意义。传统细菌培养法耗时长；多数生物传感器只能识别少数特定菌种。溶菌酶可以识别几乎所有细菌细胞壁肽聚糖，适合作为广谱识别元件。本文搭建 FRET 传感体系，利用 FITC-Lys 为识别-荧光报告单元，正电金纳米颗粒作为荧光猝灭受体，实现广谱细菌快速检测，无需细菌裂解、无需扩增。

传感体系构建

1. 能量供体：FITC-Lys（FITC 标记溶菌酶，FITC-Lys）；溶菌酶特异性识别细菌肽聚糖骨架；FITC 提供绿色荧光信号；

2. 能量受体：水热合成 PEI 修饰荷正电金纳米颗粒 PEI-AuNPs（粒径～9.6 nm，很大吸收 526.5 nm），具备高效荧光猝灭能力；

3. 检测机制：细菌表面带负电。样本存在细菌时，①FITC-Lys 依靠溶菌酶识别肽聚糖、静电吸附结合细菌；②PEI-AuNPs 依靠静电作用同样结合到细菌表面；供体与受体空间距离拉近，触发 FRET，FITC 荧光被 AuNPs 猝灭；荧光强度下降程度与细菌含量相关，实现定量；无细菌时，二者分散于溶液，距离较远，FRET 效率低，荧光强。

关键实验结果

1. 广谱识别能力：该体系可检测 10 种细菌，包含革兰氏阳性（金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌、粪肠球菌、表皮葡萄球菌、李斯特菌）、革兰氏阴性菌（大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、甲型副伤寒沙门氏菌、副溶血弧菌、铜绿假单胞菌），实现广谱检测。

2. 材料表征：PEI-AuNPs 经 TEM、紫外-可见吸收光谱、粒度电位表征，粒径约 9.6 nm，呈正电性，分散性良好。

3. 实际样本验证：选取牛奶、果汁作为模拟食品样本，样本基质干扰小，可对样本内细菌污染开展检测，具备食品微生物现场筛查潜力。

研究结论

建立一套基于 FITC-Lys 与正电金纳米颗粒的 FRET 生物传感平台，利用溶菌酶对肽聚糖的广谱识别，实现多种革兰氏阳 / 阴性细菌的检测；操作简便，无需复杂前处理，在食品安全、环境微生物检测有应用前景。

研究意义

1. 采用溶菌酶作为广谱识别元件，突破多数传感器只能检测单一菌种的局限；

2. 搭建 “识别-荧光供体（FITC-Lys）+ 金纳米猝灭受体”FRET 平台，检测流程简单；

3. 证明商业化 FITC-Lys 是广谱细菌传感的理想识别-荧光探针。

三、实验关键材料：西安瑞禧生物 FITC-Lys（FITC-Lysozyme，FITC 标记溶菌酶）

在本文中的功能

1. 细菌识别元件：溶菌酶结构域特异性识别各类细菌细胞壁肽聚糖，实现革兰氏阳性、阴性细菌广谱结合；

2. FRET 能量供体：偶联的 FITC 荧光基团作为荧光共振能量转移供体，提供激发-发射荧光信号；

3. 双功能探针：同一个分子完成 “靶向捕获细菌 + 输出荧光信号”，简化传感体系组分。

拓展应用

FITC-Lys 广泛用于：细菌荧光显微染色；微生物生物传感器（FRET、荧光偏振）；体外抑菌示踪；溶菌酶与细菌相互作用机制研究。

四、论文材料部分引用示例

FITC-Lysozyme (FITC-Lys) was purchased from Xi’an Ruixi Biological Technology Co., Ltd. FITC-Lys was used as both bacterial-recognition element and fluorescence energy donor to construct FRET-based biosensing platform for broad-spectrum bacterial detection.

参考文献格式： 王玲. Detection of Broad Spectrum Bacteria Using a FITC-Lysozyme and Positively Charged AuNPs Constructed FRET Platform [J]. 分析测试学报，2022,41 (4):614-621. DOI:10.19969/j.fxcsxb.21122801