一种触酶调控Fenton反应构建双信号传感平台用于临床菌株的快速药敏检测方法

本发明涉及生物医学诊断，尤其是涉及一种触酶调控fenton反应构建双信号传感平台用于临床菌株的快速药敏检测方法。

背景技术：

1、细菌感染是人类健康的全球性威胁，抗生素是治疗细菌感染的主要手段。抗生素的合理使用依赖于抗生素敏感性试验(ast)结果，其周转时间(tat)超过24小时，无法满足临床医生的需求。由于临床微生物实验室诊断的延迟，经验性治疗和广谱抗生素始终是临床医生的首选，因此，抗生素耐药性(amr)不可避免地会发生和蔓延。amr是对全球健康和发展的威胁，有研究报道2019年估计有495万例死亡与细菌amr相关，其中127万例死亡归因于细菌amr，到2050年，每年可能有多达1000万人死于amr。因此，发展快速且准确的表型ast平台是感染病救治和细菌耐药控制的关键。

2、传统的ast方法包括纸片法和肉汤稀释试验，此外，自动化ast系统被用于临床微生物实验室，尽管实验室自动化在提高标准化、吞吐量、成本和效率方面取得了可观进步，但超过24小时的冗长处理时间仍然是做出及时、合理治疗决策的瓶颈。

3、随着测序技术的发展，临床微生物实验室中已出现耐药相关基因检测的技术。分子检测优势在于无需分离培养，直接检测临床标本，缩短了检测时长。但其局限在于分子药敏结果只能推测耐药，无法完全对应细菌的药敏表型结果，且无法检测未知或不典型的耐药机制。如今，研究者正努力开发能满足临床需要的方法。然而，受细菌和抗生素种类、精密仪器、临床实践不足、适用场所局限等因素的限制，现有技术大多无法满足临床需求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种触酶调控fenton反应构建双信号传感平台用于临床菌株的快速药敏检测方法，以解决背景技术中记载的现有技术存在的缺陷的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种触酶调控fenton反应构建双信号传感平台用于临床菌株的快速药敏检测方法，所述方法包括基于细菌的触酶与h2o2发生的酶促反应，以及fe2+与h2o2发生的fenton反应，产物与核酸序列反应，引入互补链后，形成的dsdna或者在k+存在下形成的g-四链体有效改变mb和dox的荧光信号，并基于mb和dox的荧光信号定量目标物，所述目标物为耐药菌株或者敏感菌株。

3、根据一种可选实施方式，所述fenton反应包括：

4、式1：fe2++h2o2→fe3++·oh+oh-；

5、式2：fe3++h2o2→fe2++ho2·+h+。

6、根据一种可选实施方式，所述fenton反应还包括：

7、式3：fe3++i-→fe2++i2。

8、根据一种可选实施方式，g4序列加入后，部分g4序列与·oh反应被氧化破坏，部分g4序列与互补链p1配对形成dsdna。

9、根据一种可选实施方式，所述细菌的触酶的量与所述mb和dox的荧光信号的强度负相关。

10、根据一种可选实施方式，根据所述细菌与抗生素短时间孵育后的触酶的量确定所述细菌是耐药菌株或者敏感菌株。

11、根据一种可选实施方式，所述细菌与抗生素短时间孵育后的触酶的量约等于或大于空白值时，所述细菌为耐药菌株，所述细菌的触酶的量小于空白值时，所述细菌为敏感菌株。

12、根据一种可选实施方式，所述方法所需的时间为111-126min。

13、本发明提供的触酶调控fenton反应构建双信号传感平台用于临床菌株的快速药敏检测方法，具有以下技术效果：

14、该种触酶调控fenton反应构建双信号传感平台用于临床菌株的快速药敏检测方法，包括基于细菌的触酶与h2o2发生的酶促反应，以及fe2+与h2o2发生的fenton反应，产物与核酸序列反应，引入互补链后，形成的dsdna或者在k+存在下形成的g-四链体有效改变mb和dox的荧光信号，并基于mb和dox的荧光信号定量目标物，目标物为耐药菌株或者敏感菌株。本发明从标志物选择、分析步骤和成本、信号分子选择、信号输出方式等方面着手，建立快速、准确、低成本、简单的表型ast平台，适用于广谱细菌和抗生素种类，缩短周转时间、降低成本，为临床诊疗细菌感染提供新选择，减少抗生素的误用和滥用，有利于减少抗生素耐药性(amr)的发生与传播。

技术特征：

1.一种触酶调控fenton反应构建双信号传感平台用于临床菌株的快速药敏检测方法，其特征在于，所述方法包括基于细菌的触酶与h2o2发生的酶促反应，以及fe2+与h2o2发生的fenton反应，引入互补链后，产物与核酸序列反应，形成的dsdna或者在k+存在下形成的g-四链体有效改变mb和dox的荧光信号，并基于mb和dox的荧光信号定量目标物，所述目标物为耐药菌株或者敏感菌株。

2.根据权利要求1所述的触酶调控fenton反应构建双信号传感平台用于临床菌株的快速药敏检测方法，其特征在于，所述fenton反应包括：

3.根据权利要求2所述的触酶调控fenton反应构建双信号传感平台用于临床菌株的快速药敏检测方法，其特征在于，所述fenton反应还包括：

4.根据权利要求3所述的触酶调控fenton反应构建双信号传感平台用于临床菌株的快速药敏检测方法，其特征在于，g4序列加入后，部分g4序列与·oh反应被氧化破坏，部分g4序列与互补链p1配对形成dsdna。

5.根据权利要求3所述的触酶调控fenton反应构建双信号传感平台用于临床菌株的快速药敏检测方法，其特征在于，所述细菌的触酶的量与所述mb和dox的荧光信号的强度负相关。

6.根据权利要求5所述的触酶调控fenton反应构建双信号传感平台用于临床菌株的快速药敏检测方法，其特征在于，根据所述细菌与抗生素短时间孵育后的触酶的量确定所述细菌是耐药菌株或者敏感菌株。

7.根据权利要求6所述的触酶调控fenton反应构建双信号传感平台用于临床菌株的快速药敏检测方法，其特征在于，所述细菌的触酶的量约等于或大于空白值时，所述细菌为耐药菌株，所述细菌的触酶的量小于空白值时，所述细菌为敏感菌株。

8.根据权利要求1所述的触酶调控fenton反应构建双信号传感平台用于临床菌株的快速药敏检测方法，其特征在于，所述方法所需的时间为111-126min。

技术总结
本发明提供了一种触酶调控Fenton反应构建双信号传感平台用于临床菌株的快速药敏检测方法，涉及生物医学诊断技术领域，方法包括基于细菌的触酶与H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;发生的酶促反应，以及Fe<supgt;2+</supgt;与H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;发生的Fenton反应，产物与核酸序列反应，引入互补链后，形成的双链DNA(dsDNA)或在钾离子(K<supgt;+</supgt;)存在下形成的G‑四链体有效改变亚甲基蓝(MB)和阿霉素(DOX)的荧光信号，并基于MB和DOX的荧光信号定量目标物，目标物为耐药菌株或者敏感菌株。本发明为临床诊疗细菌感染提供新选择，减少抗生素的误用和滥用，有利于减少抗生素耐药性(AMR)的发生与传播。

技术研发人员：陈飘飘,谢轶,熊英
受保护的技术使用者：四川大学华西医院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29