$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Metody wykrywania bakterii za pomocą MNP opierają się na molekularnym rozpoznawaniu przeciwciał, aptamerów, bioprotein, węglowodanów sprzężonych z MNP przez bakterie chorobotwórcze1. Biorąc pod uwagę, że siderofory są rozpoznawane przez specyficzne receptory na zewnętrznej błonie bakterii, mogą one również łączyć się z MNP, aby zwiększyć ich specyficzność2. Siderofory to małe cząsteczki organiczne biorące udział w wychwytywaniu Fe3+ przez bakterie3,4. Przygotowanie koniugatów między sideroforami a MNP wraz z ich oceną pod kątem wychwytywania i izolacji bakterii nie zostało jeszcze zgłoszone.
Jednym z kluczowych etapów syntezy koniugatów magnetycznych nanocząstek z małymi cząsteczkami jest wybór rodzaju wiązania lub interakcji między nimi, aby zapewnić, że mała cząsteczka jest dołączona do powierzchni MNP. Z tego powodu procedura przygotowania koniugatu między nanocząstkami magnetycznymi a feroksaminą – sideroforem rozpoznawanym przez Yersinia enterocolitica – skupiła się na wytworzeniu modyfikowalnej powierzchni MNP, aby umożliwić kowalencyjne powiązanie jej z sideroforem za pomocą chemii karbodiimidu. W celu uzyskania jednorodnych nanocząstek magnetytu (MNP) oraz poprawy zarodkowania i kontroli wielkości, reakcję solfolizy z alkoholem benzylowym przeprowadzono w bloku termicznym bez wstrząsania5. Następnie metodą Stöbera wygenerowano powłokę krzemionkową w celu zapewnienia ochrony i poprawy stabilności zawiesiny nanocząstek w środowisku wodnym6. Biorąc pod uwagę strukturę feroksaminy, wprowadzenie grup aminowych jest konieczne do wytworzenia odpowiednich nanocząstek (MNP@SiO2@NH 2), które mają być sprzężone z sideroforem. Osiągnięto to poprzez kondensację (3-aminopropylo)trietoksysilanu (APTES) z grupami alkoholowymi obecnymi na powierzchni nanocząstek modyfikowanych krzemionką (MNP@SiO2) przy użyciu metody zol-żel7.
Równolegle, kompleks feroksaminy żelaza(III) został przygotowany przez kompleksowanie dostępnej na rynku deferoksaminy z octanem acetylu żelaza w roztworze wodnym. N-sukcynyloferoksaminę, zawierającą grupy sukcynylowe, które będą działać jako łączniki, otrzymano w reakcji feroksaminy z bezwodnikiem bursztynowym.
Koniugacja między MNP@SiO2@NH 2 a N-sukcynyloferoksaminą w celu uzyskania MNP@SiO2@NH@Fa została przeprowadzona poprzez chemię karbodymidu przy użyciu jako odczynników sprzęgających: heksafluorofosforanu benzotriazolu-1-ylo-oksy-tris-(dimetyloamino)-fosfoniowego (BOP) i 1-hydroksybenzotriazolu (HOBt) w miękkim podłożu zasadowym w celu aktywacji końcowej grupy kwasowej w N-sukcynyloferoksaminie8.
Po scharakteryzowaniu MNP, oceniliśmy możliwości gołych i funkcjonalizowanych nanocząstek magnetycznych do wychwytywania typu dzikiego (WC-A) i mutanta Y. enterocolitica pozbawionego receptora feroksaminy FoxA (FoxA WC-A 12-8). Zwykłe MNP, funkcjonalizowane MNP i koniugatMNP@SiO 2@NH@Fa mogły wchodzić w interakcje z każdym szczepem Y. enterocolitica. Agregaty sprzężone z bakteriami oddzielono od zawiesiny bakteryjnej za pomocą pola magnetycznego. Oddzielone agregaty przepłukano dwukrotnie roztworem soli fizjologicznej buforowanej fosforanami (PBS), ponownie zawieszono w PBS w celu przygotowania seryjnych rozcieńczeń, a następnie posiano je w celu zliczenia kolonii. Protokół ten demonstruje każdy etap syntezyMNP@SiO 2@NH@Fa, charakterystykę strukturalną wszystkich produktów pośrednich i koniugatu oraz test wychwytywania bakterii jako łatwy sposób oceny swoistości koniugatu w stosunku do produktów pośrednich. 9