核心提示：传染性大肠杆菌O157:H7每年威胁着数百万人的健康。因此，建立一种简单、灵敏的细菌检测和根除方法具有重要的意义。本文探索了一种DNA编程策略，合成了具有良好催化和抗菌活性的各向异性哑铃状Au-Pt纳米颗粒，用于同时检测和根除病原菌。
传染性大肠杆菌O157:H7每年威胁着数百万人的健康。因此，建立一种简单、灵敏的细菌检测和根除方法具有重要的意义。本文探索了一种DNA编程策略，合成了具有良好催化和抗菌活性的各向异性哑铃状Au-Pt纳米颗粒，用于同时检测和根除病原菌。首次研究了双金属纳米颗粒的DNA序列依赖性生长，polyT20具有以金纳米棒为基础形成哑铃状Au-Pt双金属结构的趋势。
PolyA20和polyC20也可以形成类似的结构，但只有在低得多的DNA浓度下，这可以解释为它们对金属表面的亲和力比T20高得多。在金、铂的协同作用下，制备的纳米颗粒表现出较高的纳米酶催化活性。在光照下，Au-Pt纳米颗粒光热转换效率高，催化活性增强，可用于大肠杆菌O157:H7的根除和检测，5 min有效(95%)，具有良好的线性检测(10-107 CFU/mL)，检测限为2 CFU/mL。这项研究为DNA定向合成具有优良生物传感和抗生素应用的纳米材料提供了新的见解。
大肠杆菌O157:H7是一种肠道和高度传染性的食物和水传播病原体，是一种危险的致病细菌，表现出对各种抗生素的耐药性。这种细菌引起许多危及生命的传染病，如溶血性尿毒症综合征、出血性结肠炎和血栓性血小板减少性紫癜。发现和根除它对人类健康至关重要。
最近，一些酶样纳米材料(如金，银，磁性钯和铂)被证明可以催化过氧化物酶底物氧化来产生颜色变化，从而为比色生物传感提供了重要的工具。与天然酶相比，这些纳米酶具有多种优势，包括成本低、合成可控、催化活性可调以及在严格条件下的高稳定性。金具有尺寸和形状可调、化学稳定性好、表面等离子共振(SPR)效应强等特点。此外，铂具有特殊的催化活性。金与铂的结合有助于改善双金属性能，降低铂的负载水平，从而降低材料成本。
本文展示了DNA编程策略，以合成各向异性哑铃状Au-Pt纳米结构，由特定的同源寡核苷酸序列T20控制。制备的Au-Pt纳米酶具有良好的热稳定性，光热转换效率高，在近红外照射下催化活性增强，可高效根除和比色检测大肠杆菌O157:H7。该方法具有良好的抗菌能力，检出限低，线性范围宽，对大肠杆菌O157:H7检测具有良好的选择性，可作为抗生素的替代品，用于敏感检测和消灭细菌。
为了增强Au-Pt纳米酶的细菌靶向能力，将大肠杆菌O157:H7适配体硫酸化并结合到纳米哑铃上。磁性纳米颗粒与抗大肠杆菌O157:H7抗体连接，用于捕获目标细菌。这样就形成了磁性纳米颗粒/细菌/Au-Pt纳米酶三明治结构。经过磁分离后，细菌越多，三明治复合物中Au-Pt纳米酶的数量就越多，在TMB和H2O2同时存在的情况下，Au-Pt纳米酶催化了显色反应。并且用该方法检测大肠杆菌O157:H7时，在浓度在10到107 CFU/mL之间存在良好的线性关系，检出限为2 CFU/mL，检出限为3σ/k，其中σ为空白样品的标准差，k为分析定标斜率。为了研究方法的选择性，用其他常见的细菌(105 CFU/mL)使用Au-Pt传感系统进行了研究，结果表明，由于适体和抗体的识别特异性，Au-Pt纳米酶对大肠杆菌O157:H7具有高选择性。
综上所述，DNA编码种子生长法首次用于合成双金属哑铃状Au-Pt纳米颗粒，并探索其作为纳米酶在生物传感和抗生素方面的应用。经DNA编码的Au-Pt纳米颗粒具有增强的纳米酶催化活性、良好的热稳定性和较高的光热转换效率，可在光热较低的温度下在5 min内有效根除大肠杆菌O157:H7，对大肠杆菌O157:H7的检测灵敏，检测限为2 CFU/mL，线性范围为10 ~ 107 CFU/mL。本研究为新型多金属纳米酶的设计提供了一种有前景的方法，可用于食品和肠道细菌的敏感检测以及其他生物医学应用，有望成为抗生素对抗致病菌的替代品。在未来的发展中，它将与微流控芯片或可穿戴材料相结合，用于即时护理和现场检测。
