基于表面拉曼散射技术检测蜡样芽孢杆菌孢子生物标志物

　　背景：芽孢杆菌的检测主要采用传统生化鉴定、聚合酶链反应检测技术、酶联免疫吸附试验等。2.6吡啶二甲酸(DPA)是芽孢的主要成分，约占孢子干重的10%。DPA不存在于其他不产生孢子的细菌和霉菌中。因此，DPA通常用作检测芽孢杆菌是否存在的生物标志物。目前，各种生物传感器，如荧光传感器、比色传感器、表面增强拉曼散射(SERS)传感器等逐渐应用于DPA的快速检测。近年来，SERS技术以其灵敏、快速、无标记等特点，已成为一项成熟的检测技术，可用于痕量物质的检测。此外，SERS传感器主要采用银膜覆盖的纳米球或银胶体作为DPA检测的基底，具有成本低、制备简单、灵敏度高等优点。SERS传感器可配备便携式拉曼仪器，实现现场快速检测。经过多年的发展，SERS传感器在检测应用方面取得了快速进展。

　　工作内容：该研究开发了一种基于天然墨鱼骨衍生有机基质(CDOM)的低成本且易于访问的SERS平台，用于快速、便携式检测蜡样芽孢杆菌孢子生物标志物2.6-吡啶二甲酸 (DPA)。CDOM的天然多孔结构有助于实现银纳米颗粒(AgNP)的显着负载。通过调整Tollens试剂中NaOH的用量，可以在CDOM表面获得更均匀的AgNPs。DPA的吡啶N原子或羧酸O原子作用于AgNP表面，产生SERS特征峰。同时添加内标物质，以抵抗天然物质带来的不稳定性。 SERS底物在30 min内实现了DPA的定量检测。 线性范围为40至1000 nM，检测限为8.62 nM。该传感器可以检测牛奶等食品中的细菌孢子。该方法可以作为生物材料实际应用的可靠思路和范例。

　　Figure 1. DPA与内标混合溶液的数据。(a)DPA和MTZ(内标物质)的SERS光谱。(b)a中特征峰处相应拉曼强度的分布。(c)SERS强度(DPA/MTZ)与DPA浓度(40−1000 nM)的线性关系。

　　Figure 2. 孢子不同稀释浓度下的拉曼光谱测量。将孢子悬浮液的浓度稀释至储备液的(a)10−4、(b)10−5和(c)10−6.