基于分子识别的细菌检测研究进展

doi:10.7503/cjcu20210425

摘要/Abstract

摘要：

以抗体-抗原免疫识别、核酸碱基互补配对识别以及核酸适体-配体识别这3种分子识别方式分类, 综述了近几年基于分子识别的细菌检测研究工作进展, 总结了细菌检测相关研究存在的一些挑战, 并展望了该领域的发展前景.

Abstract:

Bacteria widely exist in the natural environment and are closely related to human health. The identification and detection of bacteria are of great significance for public health and medical health. Recently， more attention has been attracted in molecular recognition-based bacteria biosensing with high specificity and sensitivity. Herein， recent progresses of bacterial detection based on molecular recognition are reviewed. Molecular recognition methods are classified into three kinds of interactions： antibody-antigen immune interaction， nucleic acid recognition based on Watson-Crick base-pairing， and aptamer-ligand interaction. Finally， the existing bottlenecks of bacterial detection related research are summarized， and the potential of this field is inspiring.

Key words: Molecular recognition, Bacterial detection, Nucleic acid probe, Immune recognition, Aptamer

中图分类号:

O652

TrendMD:

张晓荣, 陈岚岚, 胡善文. 基于分子识别的细菌检测研究进展. 高等学校化学学报, 2021, 42(11): 3468.

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图/表 4

Scheme 1 Molecular recognition methods of bacteria based on immune, aptamer and nucleic acid probe

Fig.1 Molecular recognition methods of bacteria based on immune(A) Schematic illustration of recognition process detection of E. coli using Ab?Fe3O4@SiO2 nanoparticles in sandwich?type immunoassay[21]； (B) detailed procedure of immunochromatographic strip test for detection of brucellosis[22]； (C) schematic illustration for E. coli detection by using immunological recognition based paper?ELISA[24].(A) Copyright 2018, Elsevier; (B) Copyright 2015, Elsevier; (C) Copyright 2020, Royal Society of Chemistry.

Fig.2 Detection of bacteria based on nucleic acid base pairing recognition methods(A) Schematic illustration of a sensitive and selective enzyme?free Staphylococcus aureus(S. aureus) detection method combined with the characteristic of graphene oxide(GO) and the HCR amplification[36]； (B) principle of the THz metamaterial biosensor by using RCA for bacterial DNA detection[40]； (C) schematic of the fluorescent detection of S. aureus based on SDR[43]; (D) schematic illustration of the detection mechanism for E. coli by using real?time electrochemical LAMP[48]. (A) Copyright 2019, Elsevier; (B) Copyright 2020, Royal Society of Chemistry; (C) Copyright 2019, Elsevier; (D) Copyright 2018, Wiley.

Fig.3 Molecular recognition for bacteria detection based on aptamer binding（A） Schematic representation for E. coli by integrating aptamer recognition， HCR amplification and naked?eye based detection［85］；（B） schematic illustration of the principle of thread?based microfluidic aptasensor for Vibrio parahaemolyticus（V. parahaemolyticus） detection［86］.（A） Copyright 2020， Elsevier；（B） Copyright 2021， Elsevier.

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