噬菌体来源的细菌结合蛋白作为新型食源性致病菌检测的识别元件

背景：食源性疾病给全世界带来了巨大的公共卫生和经济负担，这是由食用被病原微生物或毒素污染的食物引起的。目前，常见的食源性病原体包括大肠杆菌O157:H7、单核细胞增多性李斯特菌、金黄色葡萄球菌、肉毒杆菌、蜡状芽孢杆菌、空肠弯曲杆菌和沙门氏菌。世界卫生组织报告称，全球每年约有6亿例食​​源性疾病病例，42万人死亡。食源性疾病的症状通常取决于病原体的类型和感染的宿主，其范围从呕吐、腹泻到危及生命。因此，由于疾病暴发和经济损失，监测食源性病原体构成公共卫生安全的重要组成部分。

基于纳米磁珠（MBs）的磁分离技术由于其优异的生物相容性、易于修饰和快速分离，是一种富集和分离食源性病原体的优良方法。常见的细菌识别元件，例如抗体、噬菌体、抗生素、适体、碳水化合物和抗菌肽，已与MB共价偶联以分离病原体。噬菌体衍生的细菌结合蛋白（PBP），包括尾纤维蛋白（TFP）、细胞内溶素的细胞壁结合域（CBD)）和尾刺蛋白（TSP），负责噬菌体在不同的位置与细菌受体的附着。裂解周期的各个阶段。此外，PBP的高稳定性和特异性以及易于工程化使其成为非常有希望替代抗体和适体等传统识别元件的候选者，而传统识别元件的筛选过程既耗时又费力。因此，特定PBP-磁分离和智能手机辅助纸张传感器的集成有可能满足构建现场设备的标准，表现出高水平的灵敏度和特异性。

工作内容：在本研究中，将羧基磁珠偶联的PBP（PBP-MB）与智能手机辅助比色纸基传感器相结合，分别用于检测大肠杆菌O157:H7、金黄色葡萄球菌（SA）和鼠伤寒沙门氏菌（ST）。涂在磁珠表面的PBP用于捕获和分离细菌，然后在纸基传感器上进行测试，该传感器含有一种溶解剂，可以溶解细菌并释放特定的内源酶来水解显色底物，从而导致显色底物发生颜色变化。此外，利用智能手机APP对纸张进行RGB颜色分析，直接检测三种食源性病原体，然后将该方法应用于实际样品中的食源性病原体检测。

Figure 1. 捕获细菌的表征。（A）PBP 结合磁珠捕获细菌的示意图；（B）不同放大倍数的羧基磁珠的SEM；（C）捕获的大肠杆菌O157:H7、金黄色葡萄球菌和鼠伤寒沙门氏的SEM。

Figure 2.（A）大肠杆菌 O157:H7；（B）SA的细菌浓度定量和标准曲线；（C）ST的细菌浓度定量和标准曲线。