干渉強化ラマン分光法を使用したアスペルギル症バイオマーカートリセチルフサリニンCの迅速な検出

トリセチルフサリニンC（TAFC）は、特定の真菌種によって生成されるシデロフォアであり、浸潤性アスペルギル症の迅速な診断のための非常に有用なバイオマーカーとして機能する可能性があります。その腎除去により、バイオマーカーはアスペルギルス感染症に苦しむ患者の尿サンプルに含まれています。したがって、この簡単に入手可能な体液からの非侵襲的診断が可能です。私たちの貢献の中で、ラマンの微小鏡検査がTAFCの敏感で具体的な検出をどのように可能にするかを示します。従来の干渉剤で強化されたラマン分光法（IER）を使用して、TAFC鉄錯体とその鉄を含まない形態を特徴づけ、スペクトルを細菌種によって生成される関連化合物フェリオキサミンBと比較しました。IERはラマン信号の中程度の強化のみを提供しますが、それぞれの基質の採用により、検出限界を下げると臨床的に関連する範囲に到達することができました。IERを使用した検出の達成限界は0.5 ngのTAFCであり、これはすでに臨床的に関連する範囲内で十分です。抽出プロトコルを使用することにより、サンプルの準備とデータ分析を含め、3時間以内に尿からIERを介して1.4μg/mL TAFCを検出することができました。さらに、TAFCとフェリオキサミンBは、非常に低い濃度であっても、ラマンスペクトルによって明確に区別できることを示すことができます。

Triacetylfusarinine C (TAFC) is a siderophore produced by certain fungal species and might serve as a highly useful biomarker for the fast diagnosis of invasive aspergillosis. Due to its renal elimination, the biomarker is found in urine samples of patients suffering from Aspergillus infections. Accordingly, non-invasive diagnosis from this easily obtainable body fluid is possible. Within our contribution, we demonstrate how Raman microspectroscopy enables a sensitive and specific detection of TAFC. We characterized the TAFC iron complex and its iron-free form using conventional and interference-enhanced Raman spectroscopy (IERS) and compared the spectra with the related compound ferrioxamine B, which is produced by bacterial species. Even though IERS only offers a moderate enhancement of the Raman signal, the employment of respective substrates allowed lowering the detection limit to reach the clinically relevant range. The achieved limit of detection using IERS was 0.5 ng of TAFC, which is already well within the clinically relevant range. By using an extraction protocol, we were able to detect 1.4 μg/mL TAFC via IERS from urine within less than 3 h including sample preparation and data analysis. We could further show that TAFC and ferrioxamine B can be clearly distinguished by means of their Raman spectra even in very low concentrations.