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推荐一篇PNAS的文章,文章的题目是Activated alkyne-enabled turn-on click bioconjugation with cascade signal amplification for ultrafast and high-throughput antibiotic screening。本文的通讯作者是南开大学的朱春雷研究员。他致力于利用化学与生物学手段,用于病原菌杀伤、肿瘤治疗及生物传感等方面的研究。
在此,作者报道了一种基于不饱和炔酮的级联信号放大策略,用于快速和高通量的抗生素筛选。首先,作者合成了一种新型水溶性AIE发光原,其特征是一个含有不饱和炔酮、两个磺酸基和一个AIE活性四苯基单元(pyone-TPE)。利用的原理是pyone-TPE在水溶液中没有背景荧光,遇蛋白时与氨基,羟基发生迈克尔加成,表现出荧光开启。作者通过裂解细菌,无效抗菌药组的细菌裂解液的蛋白数量显著增加(有效抗菌药组蛋白数量较少),因而无效抗菌药组与pyone-TPE反应可以产生更强的荧光。
由于pyone-TPE的荧光增强与细菌数量成正比,作者因此参照预先建立的标准曲线成功地进行了抗菌药物敏感性评估。该方法既适用于革兰氏阳性菌,也适用于革兰氏阴性菌,测定的LOD为0.6 ~ 4 × 103 CFU/mL,检测限远低于以往基于荧光的方法,更重要的是,整个操作过程不到3小时,明显短于常规方法。此外,抗菌分子可以一次获得如半数最大抑制浓度(IC50)和最小抑制浓度(MIC)的数据。除了非特异性细菌检测外,该方法还可以通过引入有毒性的噬菌体T4进行靶向细菌裂解E.coli,可进一步放大pyone-TPE的荧光信号。作者接着测试了不同抗生素处理下细菌的相对发射强度,试图发现细菌的敏感抗生素。结果显示,MRSA对CHL、AMP和VAN敏感,MIC值分别为9、15和3 μg/mL,而对KAN和STM耐药,MIC值分别>256和>256 μg/mL。WT大肠杆菌对CHL的MIC值为20 μg/mL,对AMP、KAN、STM、ERM和VAN的MIC值分别为>256、>256、>256、>256和230 μg/mL。
总之,作者的研究结果揭示了一种利用pyone-TPE高效筛选抗生素的方法。
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