| 发布日期：2023-07-28 |
沙门氏菌属于肠杆菌科，兼性胞内致病性革兰氏阴性菌，是引起急性胃肠炎的主要病原之一。其广泛分布自然界，存在于家禽、家畜、鼠类等多种动物的肠道，是引起各种家禽和哺乳动物的传染病的元凶，也可引起人类感染，且该菌在外界环境中抵抗力较强，是目前世界各国分离率最高的菌型之一，具有重要的公共卫生意义。鼠伤寒沙门氏菌感染小鼠后，可造成小鼠腹泻、肠道充血等，与人感染鼠伤寒沙门氏菌的临床症状相似，主要表现为发热、厌食、呕吐、腹痛、腹胀、腹泻，腹泻频繁者可迅速出现脱水和酸中毒。
本研究通过在金层和银层之间包裹R6G，放大拉曼信号，再通过特异性的沙门氏菌抗体将 AuR6G@Ag结合到鼠伤寒沙门氏菌上，鼠伤寒沙门氏菌的存在会以拉曼信号的形式被检测到。然后使用特别孔径（直径220nm）的混合纤维素膜对待测溶液进行过滤，所有的鼠伤寒沙门氏菌都会被富集在滤膜的表面，而没有结合到鼠伤寒沙门氏菌上的AuR6G@Ag由于粒径较小会随着水流穿过滤膜。之后，采集混合纤维素膜表面的拉曼信号，若是拉曼光谱图764 cm-1处出现信号峰，则代表所检测的样品中有沙门氏菌存在。最后。采集已知浓度的鼠伤寒沙门氏菌764 cm-1处的信号值，绘制出标准曲线，对于未知浓度的沙门氏菌待测品便根据拉曼信号的强度来确定溶液中沙门氏菌的数量，实验原理如图3.1所示。
本文采用上海如海光电仪器公司生产的SEED3000便携式拉曼光谱仪进行数据采集，通过上海如海光电提供的预处理算法进行光谱预处理。
R6G的拉曼信号强度主要依靠银壳增强，银壳的厚度对R6G的增强效果起着至关重要的作用。而银壳的厚度是由所添加抗坏血酸与AgNO3的比例所决定的。本实验使用5种不同的方案为AuR6G包裹上一层银壳，保持抗坏血酸的浓度为0.1M，使用量为100μL，AgNO3浓度为1%，使用量分别为100μL、200 μL、300 μL、400μL、500 μL。
由图3.2中的764 cm-1处的实验数据可以看出，当AgNO3的使用量为300μL时，AuR6G@Ag的拉曼信号值已达到较高水平，随着AgNO3，的使用量的继续增加，AuR6G@Ag的拉曼信号值的无明显变化，当AgNO3的使用量超过500μL时，溶液中出现明显的沉淀现象。因此，选用添加300μL AgNO3来进行AuR6G@Ag的制备。
为了更为直观的了解所制备的 AuR6G@Ag的性质，使用TEM对 AuR6G@Ag进行了表征。结果如图3.3所示，制备的 AuR6G@Ag为圆球状，其中深黑色部分为AuNPs，外层的浅色部分为银壳，意味着成功合成了银包金结构的纳米粒子。整个AuR6G@Ag的粒径大约为20 nm，这表明游离的AuR6G@Ag可以轻易的穿过孔径为220nm的过滤膜，从而避免产生非特异性拉曼信号。
在对 AuR6G@Ag的制备方法进行了优化后，使用基于SERS的纸基对水样中的鼠伤寒沙门氏菌进行检测。通过将标准的沙门氏菌溶液添加到无鼠伤寒沙门氏菌存在的湖水样品中来获得不同浓度的沙门氏菌的湖水样品。如图3.4A所示，从前往后所测样品中沙门氏菌的浓度分别为Control (0 cfu/mL）、1×100 cfu/mL、1×101 cfu/mL、1×102 cfu/mL、1×103 cfu/mL、1×104 cfu/mL、1×105 cfu/mL、1×106 cfu/mL，当样品中未添加沙门氏菌时，在拉曼光谱图784cm-1的位置出现了较小的信号，这可归咎于少量的 AuR6G@Ag附着在滤膜上所致，仅使得对沙门氏菌浓度低于1×102 cfu/mL的样品检测变得困难，对于目标浓度范围内的鼠伤寒沙门氏菌的检测并不构成影响。随着样品中所添加的沙门氏菌越来越多，拉曼信号强度也越来越大。基于拉曼信号强度和沙门氏菌的浓度来构建检测的定量结果示于图3.4B，回归曲线绘制为F=1449.551g（C鼠伤沙门氏菌/cfu/mL)-100.51，相关系数为0.9975。
在细菌检测过程中，检测的特异性一直至关重要。尽管所使用的沙门氏菌的抗体已具有极高的特异性，但我们仍然将几种与靶细菌相似的细菌（大肠杆菌、单增李斯特菌、金黄色葡萄球菌和空肠弯曲菌）应用于SERS纸基（图3.5）。正如预期的那样，除了目标细菌显示出阳性结果外，其他细菌的拉曼峰强度部与图3.4中的空白区别不大，这就表明SERS纸基在对水样中的沙门氏菌的检测是特异性的。
[1]张燕, 朱超. 我国沙门氏菌病和菌型分布概况[J]. 现代预防医学, 2002(3): 1-8.
[2]刘佩璋. 鼠型伤寒沙门氏菌感染的病原学及临床特点[J]. 贵州医药. 1983(1): 1-6.
[3]徐晓菲. 黄芩苷对鼠伤寒沙门氏菌活性的影响[J]. 山东畜牧兽医, 2022, 第43卷(6): 18-2225.
SEED3000广泛应用于食品安全、国防安全、珠宝鉴定、医药等需对原材料快速筛选、现场快速检测及物质分析鉴定等行业。结构简单，快速检测，可满足实验室、野外以及工业现场等多种实验场景。预留USB和串口通信， 方便多功能系统集成。
SEED3000便携式拉曼光谱仪是一款高性价比的785nm小型拉曼光谱仪；结构简单，快速检测，可满足实验室、野外以及工业现场等多种实验场景。预留USB和串口通信， 方便多功能系统集成。便携式拉曼光谱仪广泛应用于食品安全、国防安全、珠宝鉴定、医药等需对原材料快速筛选、现场快速检测及物质分析鉴定等行业。
◆ 高度集成，应用灵活，轻巧便捷，方便携带；
◆ 可适配光谱范围在200cm-1～3000cm-1;
◆ 高稳定性，光谱响应稳定性<2% @2hrs;
◆ 高分辨率，分辨率最佳可达4 cm-1。
