你是否想過，在享用美食時，食物中可能潛藏著危害健康的 “隱形殺手”？沙門氏菌就是這樣一種常見的食源性病原體，可引發(fā)腹瀉、發(fā)燒、腹痛等癥狀，尤其對兒童、老人和免疫力較弱的人群威脅極大。以往檢測沙門氏菌的方法，如培養(yǎng)平板法、ELISA 和 PCR 等，雖準確性高，但耗時久，且依賴實驗室設(shè)備，難以滿足食品加工、餐飲現(xiàn)場快速檢測的需求。近期，韓國漢陽大學(xué)Yongwoo Jang團隊另辟蹊徑，成功開發(fā)出一種基于脂多糖（LPS）印跡聚合物的電化學(xué)傳感器，相關(guān)研究發(fā)表在國際知名期刊《Journal of Nanobiotechnology》。
該傳感器的工作機理如圖1所示，技術(shù)的關(guān)鍵在于對 LPS 的精準識別。LPS 是革蘭氏陰性菌外膜的重要組成部分，不同細菌的 LPS 結(jié)構(gòu)差異顯著，如同獨特的 “身份標識”。沙門氏菌的 LPS 結(jié)構(gòu)特殊，研究人員以此為靶點，選用聚多巴胺（PDA）作為聚合物基質(zhì)。PDA 成本效益高且功能多樣，在構(gòu)建傳感器中發(fā)揮了重要作用。
從制備過程來看，研究人員先精心制備 PDA 核心，再將 4 - 甲酰基苯硼酸（FPBA）引入其表面。FPBA 能與 LPS 的順式二醇結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合，就像鑰匙與鎖精準匹配。之后，讓 LPS 與 PDA-FPBA 充分結(jié)合，再洗脫 LPS，在分子印跡聚合物（MIP）表面留下特異性識別 LPS 的結(jié)合位點。當含有沙門氏菌的樣本接觸傳感器時，LPS 迅速 “對上號”，與結(jié)合位點緊密結(jié)合，引起傳感器的電流變化。研究人員通過檢測電流，就能快速判斷樣本中是否存在沙門氏菌及其含量。
圖1 MIP 制備機理及食物樣本中現(xiàn)場檢測病原體的流程
沙門氏菌LPS印記的MIP包被電極（SL-MIP）檢測效果如圖2所示，它靈敏度極高，檢測限低至 10 CFU/mL ，在 102-108 CFU/mL 濃度范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性響應(yīng)。同時，具有高度的選擇性，對其他革蘭氏陽性和陰性菌幾乎無交叉反應(yīng)，能精準鎖定沙門氏菌。更值得一提的是，在自來水、牛奶、豬肉等實際食物樣本檢測中，無需復(fù)雜預(yù)處理，該傳感器就能有效工作，展現(xiàn)出強大的實用性。
圖2 SL-MIP對沙門氏菌的檢測表現(xiàn)。（A）沙門氏菌與MIP納米顆粒結(jié)合的SEM圖；（B）沙門氏菌不同濃度下的DPV圖；（C）SL-MIP對不同濃度沙門氏菌檢測的線性校準曲線；（D）108 CFU mL?1沙門氏菌濃度下MIP與NIP（無印記高分子）的電流改變；（E）革蘭氏陽性菌與沙門氏菌在108 CFU mL?1濃度下的DPV圖；（F）革蘭氏陰性菌與沙門氏菌在108 CFU mL?1濃度下的DPV圖
此次研究成果意義重大，為食品安全監(jiān)測帶來了新的有力工具。它有望廣泛應(yīng)用于食品加工、餐飲服務(wù)等場所，實現(xiàn)現(xiàn)場快速檢測，及時發(fā)現(xiàn)沙門氏菌污染，預(yù)防食源性疾病爆發(fā)。不過，目前檢測時間約 30 分鐘，仍有提升空間。未來，研究人員計劃用磁性核心替代 PDA 核心，借助快速磁分離技術(shù)進一步縮短檢測時間。
原文鏈接：https://doi.org/10.1186/s12951-025-03341-x
來源：微生物安全與健康網(wǎng)，作者~徐禮龍。
