文献：Functionalized magnetic nanobeads for SERS-based detection of Staphylococcus aureus

文献链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/ay/d3ay00653k/unauth

作者：Shuaifeng Ji , Yunfeng Xiang , Dianpeng Han , Chenghua Liu , Yuwan Du , Yuan Peng , Shuang Li , Shuyue Ren , Kang Qin , Yu Wang , Huanying Zhou , Zhenhong Jia, Zhixian Gao

相关产品：PEG-2000（聚乙二醇2000）

原文摘要：

In this study, we introduced a Raman detection technique based on a combination of functionalized magnetic beads and surface-enhanced Raman scattering (SERS) tags to develop a rapid and sensitive strategy for the detection of Staphylococcus aureus (S. aureus), a typical foodborne pathogen. Polyethylene glycol (PEG) and bovine serum albumin (BSA) dual-mediated teicoplanin functionalized magnetic beads (TEI-BPBs) were prepared for separation of target bacteria. SERS tags were used to immobilize antibodies on gold surfaces with bifunctional linker proteins to ensure specific recognition of S. aureus. Under optimal conditions, the combination of TEI-BPBs and SERS tags showed reliable performance, exhibiting good capture efficiency even in the presence of 106 CFU mL−1 of non-target bacteria. The SERS tag provided an effective hot spot for subsequent Raman detection, presenting good linearity in the range of 102–107 CFU mL−1. Good performance has also been shown in detecting target bacteria in milk samples, where it has a recovery of 95.5–101.3%. Thus, the highly sensitive Raman detection technique combined with TEI-BPBs capture probes and SERS tags is a promising method for the detection of foodborne pathogens in food or clinical samples.   

PEG - 2000 是聚乙二醇（Polyethylene Glycol）的一种，数字 2000 代表其平均分子量约为 2000 道尔顿。它是由环氧乙烷与水或乙二醇逐步加成聚合而得的一类高分子化合物。其化学结构通式为H-(O-CH2-CH2)n-OH，其中 n 的值根据分子量的不同而变化，对于 PEG - 2000 来说，n 的数值使得分子量达到约 2000。具有良好的水溶性，能够与水以任意比例混溶。这是由于其分子结构中的大量醚键（-O - ），这些醚键能够与水分子形成氢键，从而使得 PEG - 2000 在水中具有良好的溶解性。同时，它也能在许多有机溶剂中溶解。基于PEG - 2000的相关性能，替考拉宁功能化磁珠（TEI-BPB）的合成如下：

图：PEG 结构式

磁珠的预处理:

选择合适的磁珠，将其分散在缓冲溶液中，通过超声处理使磁珠均匀分散，形成磁珠悬浮液。超声时间和功率可根据磁珠的量和性质进行调整。用磁性分离器将磁珠从悬浮液中分离出来，去除上清液，然后用新鲜的缓冲溶液洗涤磁珠 ，以去除磁珠表面可能存在的杂质和污染物。

PEG 修饰磁珠:

将活化后的聚乙二醇溶解在无水有机溶剂中，配制成一定浓度的溶液。将预处理后的磁珠重新分散在缓冲溶液中，在搅拌条件下缓慢滴加 PEG 修饰试剂溶液，使 PEG 与磁珠表面的活性基团发生反应。反应根据 PEG 的修饰程度和反应活性进行调整。反应结束后，用磁性分离器分离磁珠，用有机溶剂和缓冲溶液交替洗涤磁珠，以去除未反应的 PEG 修饰试剂，得到 PEG 修饰的磁珠（PB）。

BSA 连接到 PEG 修饰磁珠:

配制牛血清白蛋白（BSA）溶液。将 BSA 溶解在缓冲溶液中。将 PEG 修饰的磁珠（PB）重新分散在缓冲溶液中，在搅拌下加入 BSA 溶液，然后加入适量的交联剂，使 BSA 与 PEG 修饰磁珠表面的基团发生交联反应。反应在室温下进行，交联剂的浓度和反应时间可根据 BSA 的连接量和磁珠的活性进行优化。反应完成后，用磁性分离器分离磁珠，用缓冲溶液洗涤磁珠，去除未连接的 BSA 和交联剂，得到 BSA 连接的 PEG 修饰磁珠（BPB）。

替考拉宁功能化:

配制替考拉宁（TEI）溶液。将替考拉宁溶解在适当的溶剂中。将 BSA 连接的 PEG 修饰磁珠（BPB）重新分散在缓冲溶液中，在搅拌下缓慢滴加替考拉宁溶液，使替考拉宁与 BSA 上的活性位点发生反应。反应根据替考拉宁的负载量和反应活性进行调整。反应结束后，用磁性分离器分离磁珠，用缓冲溶液和有机溶剂（如乙醇）交替洗涤磁珠，去除未负载的替考拉宁，得到聚乙二醇（PEG）和牛血清白蛋白（BSA）双介导的替考拉宁功能化磁珠（TEI - BPB）。

图：流程示意

结论：

该文献成功制备出基于PEG - 2000合成的替考拉宁功能化磁珠（TEI-BPB）。在最佳条件下，TEI-BPB和SERS标签的组合表现出可靠的性能，即使在非目标bacteria存在下也表现出良好的捕获效率。