[发明专利]一种基于荧光探针快速检测细菌的荧光方法

说明书

本发明提供一种用于快速细菌检测的荧光方法，该方法使用结构如(1)所示的比率荧光探针，其在375nm发射芘单体荧光，在482nm发射芘激基复合物荧光。该化合物在水溶液中因疏水作用形成纳米聚集体而显示较弱的激基复合物荧光，加入细菌以后，由于探针带正电荷，而细菌表面带大量负电荷，探针和细菌细胞壁作用使聚集体解聚集而显示出荧光增强信号。由于不同细菌表面存在细微差异，表现在荧光增强程度上会引起不同，利用这一荧光方法可以区分出不同细菌种类。

技术领域

本发明属于生物分析检测领域，具体涉及一种用于快速检测细菌的荧光方法。

背景技术

细菌存在于生活的方方面面，大多数细菌为有益菌对人类没有危害，而部分致病细菌的存在与疾病的发展直接相关，严重威胁着人类的健康。当这些致病细菌存在于促进生长的环境中时，它们能在很短的时间内增殖繁衍并引起病患间的交叉感染，是医院内病患产生严重并发症和死亡的主要原因之一。快速且灵敏的细菌检测方法能够指导医生合理治疗，从而控制细菌的扩散与交叉感染，提高细菌感染患者的生存率并且有效预防流行性疾病。

当前，医院对于细菌的常规检测方法为细菌血培养以及微生物表型鉴定，是当前的临床金标准。但是这种方法操作步骤繁琐，而且整个鉴定过程非常耗时(几天甚至几周)，并且通常依赖于操作员具备细菌的专业知识。作为替代方法，某些基因型方法例如实时聚合酶链反应(PCR)和荧光原位杂交(FISH)，可以将血液培养阳性后的测定时间有效地减少至数小时(约6-10小时)。但是，有限的检测灵敏度(例如，100CFU mL-1)和缺乏特异性以及周围的大量非目标物种(例如，红细胞)产生的高背景信号仍然阻碍了它们的广泛使用。此外，所有这些常规方法都在一定程度上涉及复杂且费力的样品处理(例如，细胞培养，细胞裂解，核酸提取和PCR扩增)，这使得难以对临床样品进行高通量分析。因此，迫切需要开发快速，多重和超灵敏的方法，以在临床诊断中对病原菌进行高通量鉴别。

荧光探针法具有快速、灵敏的特点，近年来被广泛的开发用于细菌的快速检测。例如荧光传感器阵列法被报道用于细菌的区分与检测，由于各种细菌具有不同的表面特性(以电荷特性为主)，传感器阵列中的不同荧光探针与不同细菌表面之间的非特异性相互作用产生了差异的模式信号，最终使得荧光传感器阵列通过读取差异的模式信号来鉴别细菌。但是由于选择性和灵敏度不够，导致荧光传感器阵列能够诊断出的细菌种类有限。

芘作为一种经典的荧光团，根据作用模式的不同可以给出不同的响应信号。我们以芘荧光团为信号分子设计了一个简单的传感器分子，并以其为核心开发了一种简单的荧光方法用于快速识别不同种类的细菌。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于快速细菌检测的荧光方法。该方法使用的比率荧光探针在水溶液中由于疏水作用形成纳米聚集体而显示较弱的激基复合物荧光，加入细菌以后，由于探针带正电荷，而细菌表面带大量负电荷，探针和细菌细胞壁作用使聚集体解聚集而显示出荧光增强信号。由于不同细菌表面存在细微差异，表现在荧光增强程度上会引起不同，利用这一荧光变化可以区分出不同细菌种类。具有制备方法简单，检测灵敏快速的特点，性能优于已有的细菌检测探针。

本发明提供了一种荧光探针，该荧光探针能在375nm发射芘单体荧光，在482nm发射芘激基复合物荧光。其结构式如下所示：

该化合物在水溶液中因疏水作用形成纳米聚集体而显示较弱的激基复合物荧光，加入细菌以后，由于探针带正电荷，而细菌表面带大量负电荷，探针和细菌细胞壁作用使聚集体解聚集而显示出荧光增强信号。由于不同细菌表面存在细微差异，表现在荧光增强程度上会引起不同，利用这一荧光方法可以区分出不同细菌种类。

一种用于快速检测细菌的荧光方法使用的比率荧光探针的合成方法及合成路线，如下：

具体步骤如下：

(1)中间体3-溴-1-芘基丙酮的合成：