[发明专利]一种基于金壳-上转换手性二聚体对大肠杆菌耐药性定量分析的方法

说明书

一种基于金壳‑上转换手性二聚体对大肠杆菌耐药性定量分析的方法，属于材料化学技术领域。本发明首先制备金壳纳米粒子，在金壳纳米粒子表面修饰多粘菌素B抗体，在上转换纳米粒子表面修饰多粘菌素B，再将多粘菌素B修饰的上转换纳米粒子分别与不同耐药程度的大肠杆菌混合培养，反应一段时间后，加入多粘菌素B抗体修饰的金壳纳米粒子，通过抗原‑抗体反应，形成金壳与未结合的上转换形成二聚体结构。通过荧光和圆二色光谱可以实现对大肠杆菌耐药程度的测定。本发明制备出了结构均一，生物相容性好的金壳‑上转换手性二聚体结构，提供了能够通过荧光和CD信号同时检测大肠杆菌耐多粘菌素B程度的方法，建立了大肠杆菌耐多粘菌素B浓度与荧光信号和CD信号之间的标准曲线，具有灵敏度高、选择性好，检测限低、用时短的优点。

技术领域

本发明涉及一种基于金壳-上转换手性二聚体对大肠杆菌耐药性定量分析的方法，属于材料化学技术领域。

背景技术

对抗菌药物的不当使用加速了耐药细菌的全球传播，这些细菌成为公共卫生的最大威胁之一。长期以来，人们一直在研发食品、医疗和公共环境中的用于细菌的检测技术。传统方法，如最小抑菌浓度（MIC）和聚合酶链反应（PCR），分别根据其表型和基因型检测和鉴定耐药细菌，尽管这些方法是有效的，但费力且耗时。随着纳米科学和纳米技术的快速发展，纳米材料探针已被用于快速鉴定细菌病原体。通过荧光，表面增强拉曼散射和比色纳米传感器等，以前的研究集中在细菌感染的特异性检测和成像。然而，抗菌药物的普遍应用使得这些诊断工具在临床实用性方面受到限制。最近对纳米尺度的光学活动进行了广泛的研究，不仅集中在手性结构的制备上，而且还集中在可见光范围内的等离子体圆二色（CD）光谱的高信噪比，对生物分子的检测显示巨大潜力。

多粘菌素B是一种广谱阳离子多肽抗生素，通常被认为是抗细菌感染的最后一道防线，特别是革兰氏阴性病原体。然而，最近的研究发现，质粒携带的耐药基因mcr-1可以很容易地在不同的病原体之间转移，从而导致耐药菌株的发展。脂多糖（LPS）中脂质A基团的N-乙基乙醇胺修饰是多粘菌素抗性机制中的关键代谢因子，因为编码因子降低了多粘菌素与细菌表面之间的亲和力。开发基于纳米材料的策略以有效检测多粘菌素抗性细菌以满足高级临床需求仍然是一个挑战。所以开发一种基于手性组装体实现对大肠杆菌耐药性定量分析尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于金壳-上转换手性二聚体对大肠杆菌耐药性定量分析的方法。

本发明的技术方案，其首先制备金壳纳米粒子，在金壳纳米粒子表面修饰多粘菌素B的抗体，在上转换纳米粒子表面修饰多粘菌素B，再将多粘菌素B修饰的上转换纳米粒子分别与不同耐药程度的大肠杆菌混合培养，反应一段时间后，加入多粘菌素B抗体修饰的金壳纳米粒子，通过抗原-抗体反应，形成金壳与未结合的上转换形成二聚体结构。通过荧光和圆二色光谱可以实现对大肠杆菌耐药程度的测定。

一种基于金壳-上转换手性二聚体对大肠杆菌耐药性定量分析的方法，步骤如下：

（1）金纳米粒子的合成：利用单宁酸还原氯金酸合成直径为10±2nm的金纳米粒子；

（2）金壳纳米粒子的制备：将步骤（1）制备所得金纳米粒子溶于聚乙烯吡咯烷酮溶液中，再加入硝酸银和抗坏血酸溶液，合成金包银纳米颗粒；再加入氯金酸溶液制备金壳纳米粒子；

（3）上转换纳米粒子表面修饰多粘菌素B：首先在上转换纳米粒子表面偶联半胱氨酸，通过氨基-羧基反应，上转换纳米粒子与多粘菌素B相连；

上转换纳米粒子：由北京万德高科技发展有限公司购买；

（4）金壳纳米粒子表面修饰多粘菌素B抗体：通过Au-S键，使步骤（2）所得金壳纳米粒子与多粘菌素B抗体相连；

（5）金壳-上转换手性二聚体的制备：通过抗原-抗体反应，制备金壳-上转换手性二聚体；