给食物贴上“试毒纸”:科学家研发智能薄膜,病菌一现形就变色

给食物贴上“试毒纸”:科学家研发智能薄膜,病菌一现形就变色

原创
来源:黄玲
2026-02-26 14:48:15
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核心提示:研究开发了一种基于智能显色聚合物的传感器,可通过肉眼观察颜色变化快速检测食物中的单增李斯特菌,检测限低至10⁴ CFU/mL。该传感器在实际食品样本中得到验证,其集成至包装的设计不仅能提升食品安全,还能通过减少食物浪费来降低环境足迹。

单增李斯特菌作为一种致死率高(可达30%)、且能在冷藏等恶劣食品加工环境中存活的食源性致病菌,对公共健康构成严重威胁。然而,金标准的传统培养检测方法耗时长达数天,而快速的分子或免疫学方法又往往依赖昂贵设备和专业操作,难以满足食品供应链中实时、现场监测的迫切需求。因此,开发一种快速、直观且无需复杂仪器的新型检测技术至关重要。

荧光探针法检测致病菌!单增核酸检测试剂盒-FZ007BF2

来自西班牙布尔戈斯大学(University of Burgos 的聚合物研究组(POLYMERS RESEARCH GROUP)主导开发了一种基于磷脂酰肌醇特异性磷脂酶CPI-PLC)活性的智能显色聚合物传感器,该传感器通过将显色底物嵌入具有可调表面形貌的亲水性聚合物薄膜中,在细菌存在时因酶水解作用发生肉眼可见的颜色变化,从而实现无需复杂设备的裸眼检测。

 该团队通过设计六种化学组成一致但表面形貌可调的亲水性聚合物薄膜(图1),并固定PI-PLC酶的显色底物,系统评估了其对单增李斯特菌的检测性能。研究结果显示,NC2s_fF_f材料因具有均匀的孔分布而表现出最高的灵敏度,检测限可达10⁴ CFU/mL(表2),并在熟鸡胸肉和鲜切甜瓜的实际样品中成功实现了对目标菌的特异性裸眼检测与不同污染程度的区分

1聚合物的制备过程

2 使用熟鸡胸肉片(上行)和鲜切甜瓜块(下行)作为食物基质进行的概念验证实验代表性图像

1不同浓度单增李斯特菌下智能材料的灵敏度百分比

特异性验证表明材料对单增李斯特菌响应显著,仅与同样产PI-PLC的伊氏李斯特菌和蜡样芽孢杆菌存在可区分的交叉反应(图3),同时细胞毒性实验证实了材料的良好生物相容性。此外,生命周期评估(图4)表明,将该传感器集成于肉类包装中可通过减少食物浪费,从而抵消其环境足迹。

     3 传感器材料对不同菌株的响应       

4李斯特菌传感器及其包装的环境性能

此外,研究明确指出,传感器在酸奶(酸性pH抑制酶活性)和牛奶/奶酪(内源性耐热磷酸酶干扰)等特定基质中存在局限性。因此,未来的核心方向之一是优化材料配方与检测体系,例如通过引入pH缓冲组分或选择性抑制剂,以增强其在复杂食品环境中的抗干扰能力与通用性。

参考文献链接:https://doi.org/10.1016/j.snb.2025.139378

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