工程院食品安全院士团队

科研成果转化平台

你是否想过，在享用美食时，食物中可能潜藏着危害健康的 “隐形杀手”？沙门氏菌就是这样一种常见的食源性病原体，可引发腹泻、发烧、腹痛等症状，尤其对儿童、老人和免疫力较弱的人群威胁极大。以往检测沙门氏菌的方法，如培养平板法、ELISA 和 PCR 等，虽准确性高，但耗时久，且依赖实验室设备，难以满足食品加工、餐饮现场快速检测的需求。近期，韩国汉阳大学Yongwoo Jang团队另辟蹊径，成功开发出一种基于脂多糖（LPS）印迹聚合物的电化学传感器，相关研究发表在国际知名期刊《Journal of Nanobiotechnology》。

该传感器的工作机理如图1所示，技术的关键在于对 LPS 的精准识别。LPS 是革兰氏阴性菌外膜的重要组成部分，不同细菌的 LPS 结构差异显著，如同独特的 “身份标识”。沙门氏菌的 LPS 结构特殊，研究人员以此为靶点，选用聚多巴胺（PDA）作为聚合物基质。PDA 成本效益高且功能多样，在构建传感器中发挥了重要作用。

从制备过程来看，研究人员先精心制备 PDA 核心，再将 4 - 甲酰基苯硼酸（FPBA）引入其表面。FPBA 能与 LPS 的顺式二醇结构紧密结合，就像钥匙与锁精准匹配。之后，让 LPS 与 PDA-FPBA 充分结合，再洗脱 LPS，在分子印迹聚合物（MIP）表面留下特异性识别 LPS 的结合位点。当含有沙门氏菌的样本接触传感器时，LPS 迅速 “对上号”，与结合位点紧密结合，引起传感器的电流变化。研究人员通过检测电流，就能快速判断样本中是否存在沙门氏菌及其含量。

图1 MIP 制备机理及食物样本中现场检测病原体的流程

沙门氏菌LPS印记的MIP包被电极（SL-MIP）检测效果如图2所示，它灵敏度极高，检测限低至 10 CFU/mL ，在 10²-10⁸ CFU/mL 浓度范围内呈现良好的线性响应。同时，具有高度的选择性，对其他革兰氏阳性和阴性菌几乎无交叉反应，能精准锁定沙门氏菌。更值得一提的是，在自来水、牛奶、猪肉等实际食物样本检测中，无需复杂预处理，该传感器就能有效工作，展现出强大的实用性。

图2 SL-MIP对沙门氏菌的检测表现。（A）沙门氏菌与MIP纳米颗粒结合的SEM图；（B）沙门氏菌不同浓度下的DPV图；（C）SL-MIP对不同浓度沙门氏菌检测的线性校准曲线；（D）10⁸ CFU mL−1沙门氏菌浓度下MIP与NIP（无印记高分子）的电流改变；（E）革兰氏阳性菌与沙门氏菌在10⁸ CFU mL−1浓度下的DPV图；（F）革兰氏阴性菌与沙门氏菌在10⁸ CFU mL−1浓度下的DPV图

此次研究成果意义重大，为食品安全监测带来了新的有力工具。它有望广泛应用于食品加工、餐饮服务等场所，实现现场快速检测，及时发现沙门氏菌污染，预防食源性疾病爆发。不过，目前检测时间约 30 分钟，仍有提升空间。未来，研究人员计划用磁性核心替代 PDA 核心，借助快速磁分离技术进一步缩短检测时间。

原文链接：https://doi.org/10.1186/s12951-025-03341-x

来源：微生物安全与健康网，作者~徐礼龙。