抗生素修饰的磁性纳米粒子快速富集分离单增李斯特菌的方法技术

抗生素修饰的磁性纳米粒子快速富集分离单增李斯特菌的方法。本发明专利技术公开了一种致病菌的分离方法，主要涉及单增李斯特菌(Listeria monocytogenes)的分离方法，该方法为目的菌更好地进行后续研究提供基础，涉及生物技术领域。方法包括磁珠与牛血清白蛋白(BSA)进行偶联、再用万古霉素修饰牛血清白蛋白包被的磁珠复合物、牛血清白蛋白和万古霉素共修饰的磁珠复合物捕获样品液中的目的菌，通过外加磁场的作用，将被捕获目标菌与样品液进行分离及重悬等步骤。通过磁分离捕获到的目的菌可以直接进行后续分析，与传统的细菌磁分离方法相比，该方法可以对食品基质和血液中的革兰氏阳性菌进行磁分离，提高了样品中目的菌分离效率，同时降低了成本。

Method for rapidly enriching and separating single Lester bacteria by antibiotic modified magnetic nanoparticles

Method for rapidly enriching and separating single Lester bacteria by antibiotic modified magnetic nanoparticles. The invention discloses a method for the separation of pathogenic bacteria, mainly involving Listeria bacteria Lester (Listeria monocytogenes) separation method, the method for the purpose of bacteria better provide the basis for further research, relates to the field of biotechnology. The method includes magnetic beads with bovine serum albumin (BSA), and then the coupling of vancomycin modified bovine serum albumin complexes, the bead bag of bovine serum albumin and vancomycin modified bead complex bacteria in liquid samples to capture, through the magnetic field, will be captured the target bacteria were isolated and resuspended with other steps liquid sample. Through the magnetic separation to objective bacterium captured can be directly carried out further analysis, compared with the traditional bacterial magnetic separation method, the method can carry out the magnetic separation of gram positive bacteria and food matrix in the blood, improve the separation efficiency of target bacteria in the sample, while reducing the cost.

【技术实现步骤摘要】
抗生素修饰的磁性纳米粒子快速富集分离单增李斯特菌的方法
本专利技术涉及生物
，具体是涉及基于磁珠的单增李斯特菌分离方法。
技术介绍
单增李斯特菌是自然界中普遍存在的一种致病菌，由单增李斯特菌引起的食源性疾病主要有肠胃炎、中枢神经系统感染、流产等。常见的单增李斯特菌污染的食品有生肉制品、蔬菜、牛奶、西红柿等。在加拿大，100个碎牛肉零售样本中单增李斯特菌的检出率高达52％。由于单增李斯特菌在冰箱温度4℃下仍可生长，使潜在的危害性进一步增大，严重威胁食品安全。因此，建立一种高效、快速检测单增李斯特菌的新方法显得尤为迫切。鉴于需要建立一种高效，快速的检测方法，基于功能化的磁性纳米粒子的分离技术在致病菌监测中得到了迅速发展。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种捕获效率高、简便、分离时间短，低梯度磁场下从复杂基质中快速、特异分离目的菌单增李斯特菌的方法。单增李斯特菌的快速分离方法，包括以下步骤：(1)吸取2mL的磁珠，加入到8mLpH＝7.4的灭菌的PBS溶液中，然后在外加磁场的作用下，将对磁珠进行洗涤，重复3次，将洗涤好的磁珠重悬于10mL灭菌的PBS溶液中；(2)5.8mgEDC，溶于290μL灭菌的PBS中，6.5mgNHSS，溶于325μL灭菌的PBS中，然后将溶解后的EDC和NHSS加入到洗涤过的磁珠中，活化1h；(3)将活化后磁珠用灭菌的PBS洗涤3次，重悬于8mL灭菌的PBS溶液中；(4)称取牛血清白蛋白24mg，溶解到3mL灭菌的PBS溶液中，然后加入到活化后的磁珠溶液中，反应3h，然后用灭菌的PBS洗涤3次，重悬于8mL灭菌的PBS溶液中，得到牛血清白蛋白修饰的磁珠；(5)称取200mg万古霉素，169.31mgEDC和47.98mgNHSS，分别溶于灭菌的PBS溶液中，然后混合通过碳化二亚胺法，活化万古霉素表面羧基，活化10min；(6)将活化后的万古霉素加入到牛血清白蛋白修饰的磁珠中，孵育6h；(7)反应完毕后，用灭菌的PBS洗涤3次，重悬于10mL灭菌的PBS溶液中，得到浓度为2mg/mL的万古霉素-牛血清白蛋白-磁珠复合物，用于富集单增李斯特菌。(8)取10mL待测样品溶液，加入0.7mg万古霉素-牛血清白蛋白-磁珠复合物，置于培养箱上，以200rpm的转速37℃孵育45min；插入磁力架分离3min；(9)磁分离后，无菌PBS溶液清洗后，用无菌的PBS缓冲液混重悬即得富集有单增李斯特菌的单增李斯特菌-万古霉素-牛血清白蛋白-磁珠复合物。所述牛血清白蛋白，其分子量为66000Da。所述磁珠粒径为180nm，表面羧基。由于牛血清白蛋白表面有多个氨基，故万古霉素通过羧基与牛血清白蛋白的氨基相连，也可以牛血清白蛋白的氨基与磁珠表面的羧基相连，然后万古霉素通过五个氢键与单增李斯特菌表面的D-丙氨酰-D-丙氨酸(D-Ala-D-Ala)分子相连。具体原理见图1。本方法适用于从样品基质中的分离目的菌，特别适用从复杂基质中分离目的菌。食品样品包括各类新鲜或冷冻加工后的食品材质，如新鲜蔬菜、肉类、海鲜类和奶类等产品。样品处理按照常规处理方法即可，如将样品粉碎后制成待测溶液。采用本专利技术技术方案具有如下有益效果：1、本专利技术采用的是180nm的磁性纳米粒子，主要用于基质中目标菌的快速富集，而现有技术采用30nm或者50nm纳米磁珠结合树状分子的富集方法是用于磁信号的放大。2、本专利技术采用的万古霉素是传统的商业药物，相比于抗体，具有稳定好，成本低，质量可控等优点。基于上述优点，在单次分离过程中，本专利技术构建的分离万古霉素-牛血清白蛋白-磁性纳米粒子复合物在成本上比免疫磁分离陈本降低了195倍；在材料保存方面比免疫磁珠保质期也更长。3、在食品基质或者血液中，是多种致病菌共存的环境。本专利技术采用的万古霉素是广谱的识别革兰氏阳性菌的分子识别剂，用于分离基质中的革兰氏阳性菌是一种通用的分离策略，可以将基质中的大多数革兰氏阳性菌都分离出来，然后通过聚合酶链式反应(PCR)或者选择性培养进行鉴别。相比之下，抗体因其只能专一的识别，从而分离出对应的目标菌，其他存在于机制中的致病菌无法鉴别。4、本专利技术合成的万古霉素-牛血清白蛋白-磁性纳米粒子复合物是先将牛血清白蛋白偶联到磁性纳米粒子的表面，然后再将万古霉素修饰到牛血清白蛋白-磁性纳米粒子表面，相比于万古霉素先与牛血清白蛋白偶联后，再与结合多聚赖氨酸(PLL)修饰磁性纳米粒子的方法，本专利技术的万古霉素-牛血清白蛋白-磁性纳米粒子复合物不仅可以达更好的分离效率，而且在材料合成中耗时更短时间和成本更低。5、本专利技术将牛血清白蛋白分子先偶联在磁性纳米粒子表面，然后再将万古霉素分子偶联于牛血清白蛋白包被的磁性纳米粒子上，避免了常规方法中将万古霉素分子偶联于磁珠表面或者直接将万古霉素分子直接接在磁性纳米粒子表面，导致万古霉素或者万古霉素分子活性降低和空间位阻大的缺点。同时牛血清白蛋白作为分子臂具有很好的灵活性，有利于万古霉素分子与单增李斯特菌表面的D-丙氨酰-D-丙氨酸(D-Ala-D-Ala)分子相连，提高了捕获效率。相比于直接偶联或者借助万古霉素分子中氨基作为反应基团的方法，该方法分离单增李斯特菌能力更强，特别适用于复杂样品单增李斯特菌的分离，如食品样品、全血样品等。6、磁性纳米粒子偶联万古霉素时，一般采用疏水吸附或化学偶联方式将具有活性的万古霉素联接在磁性纳米粒子表面。万古霉素与磁性纳米粒子表面距离太近，磁性纳米粒子本身性质及其表面残留的疏水或强亲水基团容易引起万古霉素空间构象发生改变，导致万古霉素生物活性下降。然而本实验方案在偶联过程中引入牛血清白蛋白分子，其具有一定的空间长度，从而使万古霉素分子远离磁性纳米粒子和磁性纳米粒子表面，避免了磁性纳米粒子本身性质及表面对万古霉素分子的影响。同时，引入牛血清白蛋白却不会影响万古霉素分子的空间构象，从而起到了保护万古霉素分子生物活性的作用。7、本专利技术采用牛血清白蛋白分子，提高磁性纳米粒子在溶液的稳定性，避免发生沉淀，增加复合物的水溶性和生物相容性。附图说明图1本专利技术所涉及的磁分离技术的操作流程图；具体实施方式为了使本专利技术更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。磁珠(180nm)购买于上海奥润有限公司。牛血清白蛋白66000Da，购自于威海晨源化工新材料有限公司。万古霉素分子购自于上海阿拉丁有限公司。N-羟基丁二酰亚胺NHSS，乙基3-(3-二甲氨基)碳二亚胺盐酸盐EDC等均为常规试剂，不再赘述。0.01MPBS配制方法：8.0gNaCl、0.2gKCl、0.24gKH2PO4、1.44gNa2HPO4溶解于800mL蒸馏水中，用5MNaOH调整pH至7.4，再定容至1000mL即得0.01MPBS。实施例11.万古霉素-牛血清白蛋白-磁珠复合物，按照如下步骤制备:(1)取2mg磁珠，悬浮于8mL磷酸缓冲液(PBS，0.01mol/L，pH7.4)中，洗涤3次，加5.8mgEDC，溶于290μL灭菌的PBS中，6.5mgNHSS，溶于325μL灭菌的PBS中，然后将溶解后的EDC和NHSS加入到洗涤过的磁珠中，活化1h；；(2)本文档来自技高网...

【技术保护点】
单增李斯特菌的快速分离方法，其特征在于包括以下步骤：(1)吸取2mL的磁珠，加入到8mL pH＝7.4的灭菌的PBS溶液中，然后在外加磁场的作用下，对磁珠进行洗涤，重复3次，将洗涤好的磁珠重悬于10mL灭菌的PBS溶液；(2)5.8mg EDC，溶于290μL灭菌的PBS中，6.5mg NHSS，溶于325μL灭菌的PBS中，然后将溶解后的EDC和NHSS加入到洗涤过的磁珠中，活化1h；(3)将活化后磁珠用灭菌的PBS洗涤3次，重悬于8mL灭菌的PBS溶液中；(4)称取牛血清白蛋白24mg，溶解到3mL灭菌的PBS溶液中，然后加入到活化后的磁珠溶液中，反应2h，然后用灭菌的PBS洗涤3次，重悬于8mL灭菌的PBS溶液中，得到牛血清白蛋白修饰的磁珠；(5)称取200mg万古霉素，169.31mg EDC和47.98mg NHSS，分别溶于灭菌的PBS溶液中，然后混合通过碳化二亚胺法，活化万古霉素表面羧基，活化10min；(6)将活化后的万古霉素加入到牛血清白蛋白修饰的磁珠中，孵育6h；(7)反应完毕后，用灭菌的PBS洗涤3次，重悬于10mL灭菌的PBS溶液中，得到浓度为2mg/mL的万古霉素‑牛血清白蛋白‑磁珠复合物，用于富集单增李斯特菌；(8)取10mL待测样品溶液，加入0.7mg万古霉素‑牛血清白蛋白‑磁珠复合物，置于培养箱上，以200rpm的转速37℃孵育45min；插入磁力架分离3min；(9)磁分离后，无菌PBS溶液清洗后，用无菌的PBS缓冲液混重悬即得富集有单增李斯特菌的单增李斯特菌‑万古霉素‑牛血清白蛋白‑磁珠复合物。...

【技术特征摘要】
1.单增李斯特菌的快速分离方法，其特征在于包括以下步骤：(1)吸取2mL的磁珠，加入到8mLpH＝7.4的灭菌的PBS溶液中，然后在外加磁场的作用下，对磁珠进行洗涤，重复3次，将洗涤好的磁珠重悬于10mL灭菌的PBS溶液；(2)5.8mgEDC，溶于290μL灭菌的PBS中，6.5mgNHSS，溶于325μL灭菌的PBS中，然后将溶解后的EDC和NHSS加入到洗涤过的磁珠中，活化1h；(3)将活化后磁珠用灭菌的PBS洗涤3次，重悬于8mL灭菌的PBS溶液中；(4)称取牛血清白蛋白24mg，溶解到3mL灭菌的PBS溶液中，然后加入到活化后的磁珠溶液中，反应2h，然后用灭菌的PBS洗涤3次，重悬于8mL灭菌的PBS溶液中，得到牛血清白蛋白修饰的磁珠；(5)称取200mg万古霉素，169.31mgEDC和47.98mgNHSS，分别溶于灭菌的PBS溶液中...

【专利技术属性】
技术研发人员：许恒毅，孟祥玉，熊勇华，占忠旭，洪武定，周平，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：江西,36