细菌猎手：Avi-tag引领的纳米探针照亮细菌检测新纪元

噬菌体对宿主细菌表现出特异性识别，而金纳米颗粒(GNP)表现出强烈的表面等离子体共振(SPR)效应，并在暗场显微镜(DFM)下发出可见荧光。因此，用多个GNPs (phage@GNPs)靶向细菌修饰的噬菌体可以在DFM下可视化目标。然而，构建一种适合临床检测的稳定的噬菌体纳米探针的通用策略仍然是一个挑战。在此，我们通过在S55(一种沙门氏菌噬菌体)的主要衣壳蛋白的n端区域显示一个ai -标签，开发了一个gnp功能化的噬菌体(phage@GNPs)。显示AVI-tag的S55对各种血清型沙门氏菌具有与天然S55相同的感染性，并且可以通过AVI-tag上的赖氨酸残基与dbitin介导的COOH基团之间的反应进一步生物素化。因此，将生物素化的S55与链亲和素功能化的GNPs混合生成S55@GNPs，这是由于生物素与链亲和素之间的强相互作用。分析结果表明，获得的S55@GNPs与宿主菌保持天然亲和关系，其单分散性和稳定性优于其他4种修饰组装方法构建的phage@GNPs。此外，模拟和临床沙门氏菌样品的结果表明，avi标签介导的S55@GNPs探针具有类似qpcr的灵敏度，检测限为1 CFU/μL。值得注意的是，ai标签介导的噬菌体- e@GNPs DFM策略覆盖了从1到50,000 CFU/μL的广泛检测范围。此外，我们采用了ai标签介导的phage@GNPs对弧菌和克雷伯氏菌噬菌体的组装。结果显示与S55相似的数据用于照亮宿主细胞，这表明AVI-tag介导的phage@GNPs组装是一种普遍的策略，适用于任何其他细菌的噬菌体在DFM下照亮各自的宿主细菌。

这项研究首次将具有广泛宿主细菌裂解活性的二十面体phage与多个GNPs结合，创建了一个稳定的探针，用于在DFM下视觉量化各种血清型的Salmonella。这一创新工具结合了工程化phage的特异性和金纳米颗粒的独特属性，可能增强phage在诊断、治疗和纳米技术等领域的应用。

Phage@gold纳米探针技术在细菌检测领域展现出广阔的发展前景，预计将推动临床检测向高通量和智能化方向发展，实现更快速、更精确的病原体识别和耐药基因分析，为精准医疗提供重要支持。

图1 AVI-tag介导phage@GNPs的构建及DFM下对目标菌的检测

参考来源：

Li P ,Shen M ,Ge H , et al.Avi-tag mediated Phage@gold nanoprobe illuminates bacteria[J].Chemical Engineering Journal,2024,502157801-157801.