使用谷氨稳定金纳米集群检测和成像细菌生物膜
S S Evstigneeva1, D S Chumakov1, R S Tumskiy1
1Institute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms, Saratov Scientific Centre of the Russian Academy of Sciences (IBPPM RAS), 410049 13 Prospekt Entuziastov, Saratov, 410049, Russia.
Talanta
|June 15, 2023
概括
光黄金纳米集群 (GSH-AuNCs) 通过与其细胞外基质相互作用,可以特别染色细菌生物膜. 这种新的方法提供了一种灵敏而可靠的方法来检测和量化生物膜,有助于诊断感染.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 微生物学 微生物学
背景情况:
- 细菌生物膜在医疗保健中带来了重大挑战,特别是在慢性伤口和医疗器械上.
- 目前用于生物膜检测的方法缺乏特异性和灵敏性,阻碍了有效的诊断和治疗.
- 光成像是一种有前途的技术,但需要特定的染料来准确地可视化生物膜.
研究的目的:
- 开发一种新的光染色方法,用于使用金纳米集群 (AuNCs) 的细菌生物膜.
- 研究谷氨稳定黄金纳米集群 (GSH-AuNCs) 与生物膜细胞外基质组件的特定相互作用.
- 为生物膜检测和生物质测量建立一个敏感和定量方法.
主要方法:
- 光谷稳定黄金纳米集群 (GSH-AuNCs) 的合成和表征.
- 评估GSH-AuNCs与格拉姆阴性和格拉姆阳性细菌生物膜的细胞外基因组件的相互作用.
- 分子对接研究,以预测生物膜矩阵内的GSH-AuNCs的结合点.
- 开发和验证一种基于光的测定方法,用于生物膜生物质量量定量.
- 在尿导管表面检测生物膜的方法的应用.
主要成果:
- 与其他测试的AuNC不同,GSH-AuNCs专门染色了细菌生物膜的细胞外基质.
- 分子对接揭示了GSH-AuNCs与粉样蛋白,矩阵蛋白和多糖的亲和力.
- 实验证据证实了生物膜矩阵中的GSH-AuNCs和脂多糖 (LPS) 之间的相互作用.
- 一种新的光方法表明检测极限为1.7 × 10^5 CFU/mL,比晶体紫色试验敏感10倍.
- 该方法显示光强度和细菌度之间存在良好的线性关系,并成功应用于检测导管相关的生物膜.
结论:
- 光GSH-AuNCs为细菌生物膜成像和检测提供了一种新,特定和敏感的工具.
- 开发的方法为量化生物膜生物质和评估医疗器械上的生物膜形成提供了一个可靠的平台.
- GSH-AuNCs具有诊断医疗器械相关感染和改善患者治疗结果的潜力.
