[發明專利]一種基于元素標記激光誘導擊穿光譜的細菌快速特異性定量分析方法

有效

• 申請號: 202010191036.8
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111912830B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 段憶翔;楊恩來;林慶宇
• 申請（專利權）人: 四川大學;段憶翔
• 主分類號: G01N21/71
• 分類號: G01N21/71;G01N33/569
• 代理公司: 成都其高專利代理事務所(特殊普通合伙) 51244
• 代理人: 梁周霆;賀立中

本發明提供了一種基于元素標記激光誘導擊穿光譜的細菌快速特異性定量分析方法。首先設計了一段同時含有適配體和聚胸腺嘧啶序列的寡聚核苷酸單鏈，其中聚胸腺嘧啶可以組裝形成銅納米粒子，適配體序列可以特異性地和待檢測細菌結合從而實現元素標記。然后使用修飾了銀包金核殼結構納米粒子的硅納米線陣列（SiNWs?Au@Ag）對被標記的細菌進行富集，最后使用LIBS方法對細菌進行定量分析。本發明克服了現有技術中的通過對細菌本身固有元素進行對應檢測的LIBS分析方法存在被環境基質干擾的風險，且不具備特異性的缺點，實現了對細菌的快速高效特異性定量分析，選擇性和穩定性都很好，應用前景優良。

技術領域

本發明屬于細菌檢測領域，涉及一種基于元素標記激光誘導擊穿光譜的細菌快速檢測方法。

背景技術

食品和水中的細菌污染成為全球關注的熱點話題，因此科研人員也開發出一系列的細菌檢測方法來保障人們的飲食安全。其中傳統的方法包括純培養，酶聯免疫吸附試驗(ELISA)和聚合酶鏈式反應(PCR)，它們雖然特異性好，結果可靠，但是也存在耗時費力的缺點，難以滿足現代社會高時效性的要求，因此不斷有新的細菌快速檢測方法被開發出來。然而目前大多數的細菌快速檢測方法都聚焦于細菌的鑒別與分類，仍然缺乏一種可以對細菌進行快速特異性定量分析的方法。

隨著高靈敏度電感耦合器件的快速發展和高功率激光器的出現，激光誘導擊穿光譜(Laser Induced Breakdown Spectroscopy,簡稱LIBS)技術逐漸成為分析化學中的常用技術。LIBS是一種將高功率脈沖激光聚焦到物質表面使其產生等離子體，通過分析等離子體發射光譜中的特征譜線，實現對樣品含有的元素進行定性與定量分析的一種原子發射光譜技術。LIBS由于具有分析速度快，多元素檢測、樣品制備少、現場原位分析等優點，已成為直接檢測目標物含有元素類型和含量的一種常用分析技術。而細菌本身具有豐富的礦物離子(例如 Ca、Mg和Na)，通過建立LIBS光譜強度與細菌溶液濃度之間的定量關系，可以達到對細菌進行定量分析的目的。但是這種基于細菌本身固有元素的分析方法存在被環境基質干擾的風險，并且不具備特異性。

因此，提供一種能夠避免因細菌本身固有元素容易被環境基質干擾的風險、并且能夠利用其特異性進行定量分析的方法，對于細菌快速檢測領域具有重要意義。

發明內容

為了彌補現有技術的不足，實現對細菌的快速特異性定量分析，本發明提供了一種使用細菌本身不含有的元素對其進行標記后，再采用激光誘導擊穿光譜進行檢測的細菌快速檢測方法。本方法首先設計了一段同時含有適配體和聚胸腺嘧啶序列(聚T序列)的寡聚核苷酸單鏈，其中聚胸腺嘧啶可以組裝形成銅納米粒子，適配體序列可以特異性地和待檢測的細菌結合從而實現元素標記；然后使用修飾了銀包金核殼結構納米粒子的硅納米線陣列SiNWs-Au@Ag對被元素標記的細菌進行富集，最后使用LIBS方法對細菌進行定量分析。

為達到上述目的，本發明提供的技術方案如下：

一種基于元素標記激光誘導擊穿光譜的細菌快速特異性定量分析方法，包括以下步驟：

步驟1：使用金屬輔助化學刻蝕法制備硅納米線SiNWs，并將銀包金核殼結構納米粒子Au@AgNPs修飾到SiNWs，制備得到捕獲細菌用的基底SiNWs- Au@Ag；

步驟2：用包含適配體和聚T序列的DNA Apt-T₄₀組裝銅納米粒子，然后通過適配體與細菌之間的特異性識別作用將銅納米粒子連接到細菌上，制備經元素標記的細菌；

步驟3：用步驟1得到的捕獲細菌用的基底SiNWs-Au@Ag來富集步驟2得到的元素標記的細菌；采用LIBS方法對富集后的細菌進行檢測分析。