利用具有不同电荷官能团的荧光分子阵列实现细菌分类分析

发布时间:2015-01-07 | 【打印】 【关闭】
    新型细菌分类方法的开发和应用在微生物学、临床诊断和食品科学等领域越来越重要。虽然不断有一些关于微生物分析的新方法和新仪器出现,但其实在细菌的快速准确辨别分析方面仍亟需新的策略和方法。利用传统荧光传感器所构建的方法通常都具有较高的荧光背景,操作复杂,检测方法不能自动化等问题。为实现高通量自动化的快速细菌辨别分析,国家纳米科学中心与中科院化学所合作,将具有聚集诱导发光性质(AIE)的荧光分子引入传感阵列的构建中,应用多探针构建的传感阵列实现对多种细菌的判别。AIE分子探针在溶液中呈现分散状态时无荧光,当与被检测细菌结合后才能聚集发出荧光,可有效降低检测分析中的背景信号强度,提高输出信号强度,在此领域两个课题组前期已有多篇相关论文发表(Anal. Chem. 2014, 86, 7987-7995Analyst 2013, 138, 2427-2431Analyst 2012, 137, 4654-4657Chem. Commun. 2012, 48, 12195-12197)。我们的分析方法在操作中只需将AIE分子与细菌混合即可,无需进行离心洗涤等后处理,随后通过流式细胞仪记录不同探针孵育的同种细菌的荧光值和同种探针孵育的不同种细菌的荧光值,进而通过数学统计方法(主成分分析和二次判别),得出细菌的分类检测结果,整个过程在数据采集分析方面可以实现自动化,提高检测分析效率和通量。通过我们的方法能够成功实现八种细菌的分类检测。这八种细菌包括日常生活中食品、临床样品或者土壤中的常见细菌(普通大肠杆菌,临床分离多药耐药大肠杆菌,普通金黄色葡萄球菌,临床分离的耐甲氧西林葡萄球菌,沙门氏菌,肺炎克雷伯菌,表皮葡萄球菌和枯草芽孢杆菌)。值得关注的是利用此方法能够将普通细菌和临床耐药细菌分开,这对于未来临床应用中指导抗生素的用药可能具有重要意义。该工作近期已发表在Angew. Chem. Int. Ed. (2014, 53, 13734-13739)。该工作主要由蒋兴宇课题组、张德清课题组、王卓研究员、陈雯雯同学等完成。

(a)利用五种具有聚集诱导发光性质的新型荧光分子构建了荧光阵列实现细菌分类的流程图

(b)耐药金黄色葡萄球菌,普通葡萄球菌,多药耐药大肠杆菌和普通大肠杆菌与五种荧光探针孵育后的共聚焦图片

(c) 通过主成分分析统计计算后八种细菌分类结果图