工程院食品安全院士团队

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食源性疾病严重威胁全球公众健康和经济发展。据世界卫生组织数据，每年有 6 亿人感染食源性病原体，近 50 万人因此丧命。传统检测方法，如平板培养和聚合酶链反应，存在耗时久、劳动强度大、灵敏度低等缺陷，难以满足快速精准检测的需求。

新型生物传感器 MDC@N-MMCNs 巧妙地将抗菌肽（MDC）与具有类过氧化物酶活性的介孔碳（N-MMCNs）相结合。其中，MDC 能精准识别细菌，N-MMCNs 不仅提供稳定的底物结合位点，还具备高效的类酶催化活性。通过一系列复杂而精细的制备流程，科研人员成功合成了 MDC@N-MMCNs，并利用多种技术对其进行全面表征，证实了该传感器的成功构建。

图 1：从多方面表征 MDC@N-MMCNs，展示其元素组成、磁性、热稳定性、化学结构等特性及 MDC 负载率。

实验数据显示，MDC@N-MMCNs 性能卓越。它对多种食源性病原体，如鼠伤寒沙门氏菌、大肠杆菌、荧光假单胞菌和金黄色葡萄球菌，具有强大的检测能力，光谱检测限低至 10¹CFU/mL，肉眼可视检测限低至 10²CFU/mL。同时，它对益生菌几乎无杀菌作用，能有效排除干扰，展现出高度的特异性。在稳定性方面，即使储存 60 天，其过氧化物酶活性仍能保持初始值的 91.38%。此外，该传感器的细菌捕获率高达 93.73%±3.30%，能高效富集和清除细菌。

图 2：对比 N-MMCNs 和 MDC@N-MMCNs 的过氧化物酶活性，显示 MDC@N-MMCNs 稳定性及细菌富集、杀菌效果。

图 3：呈现经 MDC@N-MMCNs 处理后不同浓度鼠伤寒沙门氏菌的活力变化，体现其富集和杀菌能力。

图 4：证实 MDC@N-MMCNs 比色传感器对食源性病原体检测的特异性，且在牛奶基质中检测效果良好。

为了实现更便捷的检测，科研团队将 MDC@N-MMCNs 与纸质传感器和智能手机 APP 集成。纸质传感器成本低廉、操作简单，智能手机 APP 则赋予其定量监测的能力。检测时，只需将食源性病原体与 MDC@N-MMCNs 孵育，利用外部磁场分离后涂在试纸基上，加入过氧化氢显色，再用手机拍照，通过 APP 分析颜色信号，就能快速得出细菌浓度。整个过程操作简便，检测限低，且无需昂贵仪器。

图 5：介绍基于 MDC@N-MMCNs 的纸基传感器应用，包括材料选择、检测限及智能手机辅助检测流程。

MDC@N-MMCNs 生物传感器在食品安全监测领域潜力巨大。它特别适用于资源有限的环境或现场快速检测场景，为保障食品安全、降低食源性疾病发生率提供了有力支持，有望推动食品安全检测技术的革新与发展。

参考文献：Sun S, Feng Y, Li H, et al. A novel biosensor MDC@ N-MMCNs to selective detection and elimination of foodborne bacterial pathogens[J]. Analytica Chimica Acta, 2025: 344008.

来源：微生物安全与健康网，作者~徐礼龙。