核心提示：幽门螺杆菌是人类重要的病原菌。存在于红甘蓝提取物中的花青素因其生物相容性和pH依赖性激活的优点，可助力简便快速分析幽门螺杆菌的脲酶水解尿素而产生碱化介质的氨，从而便于检测幽门螺杆菌。

  在病原菌中，幽门螺杆菌可被认为是最危险的病原菌之一，它感染全球40-90%的人口，感染流行率因地理区域、年龄、种族、社会经济地位和各国经济状况而异。幽门螺杆菌，为革兰氏阴性，是一种螺旋形、微需氧的人类细菌，自Warren和Marshall将其分离得到以来，它已受到了相当大的关注，因其广泛流行，引起严重甚至致命的疾病。例如，幽门螺杆菌通常在人的胃内定植，是消化性十二指肠溃疡、胃溃疡和胃癌疾病的主要致病因素。幽门螺杆菌不仅是80%的消化性溃疡疾病的致病因素，其中高达15%的消化性溃疡患者会出现消化性癌症状，而且是74.7%的非贲门型胃癌病例的主要致病因素。这些疾病加在一起每年造成100多万人死亡。因此，快速、准确、灵敏地检测幽门螺旋杆菌对于根除和治疗由它引起的疾病是非常重要的。

  几种侵入式和非侵入式检测幽门螺杆菌的方法已经被开发出来，目前正在临床中使用。20种侵入性方法，包括聚合酶链反应(PCR; 也被归类为一种非侵入性方法)，快速脲酶测试，培养和组织学，这些都依赖于内镜活检。需要长时间分析，昂贵的仪器和训练有素的人员是侵入性方法的主要缺点。然而，在日常应用中，快速脲酶检测(RUTs)在幽门螺杆菌的诊断和治疗中仍具有许多优点。例如，RUT是一种快速、廉价、高特异性和广泛使用的方法，可以在几分钟或24小时内给出结果，这取决于采集的胃活检样本中的细菌密度。在使用非侵入性方法方面，尿素呼气试验(UBT)、粪便抗原试验(SAT)和幽门螺杆菌唾液抗原试验(HPS)已经被开发出来。这些易于使用和非侵入性的方法可以分别用于呼吸、粪便和唾液样本。UBT测定患者呼吸中同位素标记的尿素水解产生的13CO2或14CO2的量，SAT和HPS检测依靠特异性抗原和抗体反应。尽管有这些努力，可重复性、敏感性、特异性，甚至成本仍然是具有挑战性的问题。

  来自土耳其埃尔吉耶斯大学和中国湖南大学的团队合作在《Analytical Chemistry》杂志上发表了研究工作“Novel Anthocyanin-Based Colorimetric Assay for the Rapid, Sensitive, and Quantitative Detection of Helicobacter pylori”。在该研究工作中，研究人员们首次报道一种结合天然指示剂的比色脲酶检测方法，用于快速、灵敏、经济的检测幽门螺杆菌。虽然幽门螺杆菌水解尿素产生的氨(NH3)会对胃黏膜造成损伤，但NH3通过增加微环境pH值(pHs)而成为研究人员们脲酶测试的主要驱动力。该试验的关键成分是一种富含花青素的红甘蓝提取物，用作天然pH值指示剂。研究人员们团队之前还开发了基于红甘蓝提取物的耐药细菌比色检测方法，其中首次将花青素作为pH指示剂。在这项研究中，氨产量的提高反应环境pH值和导致反应环境基于一个初始颜色点发生由紫色到蓝色或由蓝色到绿色的颜色变化,其颜色变化原因为花青素脱质子或花青素电子密度增加。本试验在液体、滤纸和琼脂中进行;研究人员们考察了该试验在不同试验体积、幽门螺杆菌浓度和反应时间下的反应性能。为了支持肉眼直观检测的结果，研究人员们利用ImageJ软件对Delta-E和G/B值进行了定量分析。简单地说，通过彩色图像处理并以RGB (Red Green Blue)和Delta-E (ΔE)参数形式对比色响应进行定量分析。研究人员们进一步创建了即时检测幽门螺杆菌的图像处理算法，并将开发的软件应用程序安装在智能手机上，然后使用智能手机摄像头和智能手机应用程序来识别细菌。根据使用幽门螺杆菌(2×105 CFU/mL)悬浮液时的初始颜色，液体或滤纸上的测试颜色在5 - 10分钟之间分别从紫色和/或蓝色变成蓝色和/或绿色。检测10 CFU/mL和1 CFU/mL幽门螺杆菌悬浮液时，20 min和3 h后，蓝色的测试液变为绿色。研究人员们还证明了滤纸测试片至少可以重复使用6次，性能几乎相同。除了视觉结果(半定量)外，研究人员们用RGB分析和Delta-E色差(定量)方法证实了所有含有花青素的测试，包括滤纸、液体和琼脂，都可有效检测幽门螺杆菌。研究结果表明，本文开发的比色法经济、快速、灵敏。

  图1. 关于幽门螺杆菌检测的本文工作原理示意图

  论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.1c00663