基于磁小体-抗沙门氏菌抗体复合物的鼠伤寒沙门菌检测生物传感器

　　通过食用受污染的食品物质而感染的流行性沙门氏菌病是全球关注的问题。因此，需要简单有效的诊断方法。基于磁小体的生物传感器由于其有前景的特性而受到关注。有研究开发了一种生物传感器，使用磁小体抗沙门氏菌抗体复合物来检测真实样本中的脂多糖和鼠伤寒沙门氏菌。从磁螺菌RJS1中提取磁小体，并用显微镜对其进行了表征。将磁小体直接与抗沙门氏菌抗体(偶联，并通过光谱和ζ电位进行确认。将优化的磁小体抗体复合物应用于电极表面并使用外部磁场稳定。将开发的原型生物传感器应用于食品和水样品，ELISA证实了匀浆感染样品中脂多糖的存在，交叉反应性测定证实了生物传感器的特异性。此外，该生物传感器在水和牛奶样品中显示出低检测限(101 CFU/mL)，证明了其灵敏度，磁小体抗体复合物在真实样品中捕获了90%的鼠伤寒沙门氏菌。

　　磁小体(35-120 nm)，是由趋磁细菌的少数属的Magnetospirillum sp.通过生物矿化合成的。与其他纳米粒子相比，磁小体具有狭窄、均匀的尺寸范围、强铁磁行为和规则的晶体特征。磁小体具有独特的脂质双层膜，由磷脂和磷脂酰乙醇胺组成。这提供了一个向外的胺基，可以与生物实体偶联。

　　在以前的报道中，电极表面通常被化学合成的双层脂膜(BLM)包裹，因为它作为信号传感器和抗体-抗原反应的双极电极。由于磁小体表面有生物合成的脂质双分子层，它可以直接用于基于抗体的生物传感器。磁小体的磁性特性允许抗体通过外部磁铁稳定在电极表面，从而简化了过程。

　　本研究描述了磁小体与抗沙门氏菌抗体的直接偶联和使用丝网印刷碳电极(SPCE)检测沙门氏菌脂多糖。设计的磁小体(2 mg/mL)-抗沙门氏菌抗体(0.8 μg/mL)复合物可有效检测脂多糖。与传统方法相比，改进的ELISA法具有提高成本效率(60%)、增加敏感度(50%)和快速的特点。采用电阻抗谱在SPCE上研究了磁小体-抗体复合物与脂多糖的相互作用，检测到的最低浓度为0.001 μg/mL。基于磁小体的生物传感器可快速检测提取的脂多糖，并可在30 min内直接检测水中和牛奶中的鼠伤寒沙门氏菌，具有快速、经济、灵敏、特异性好等优点。在未来的研究中，该模型可以进一步应用于快速检测病原体的商业规模。

　　图1 检测原理示意图。

　　参考文献：Sannigrahi S, Arumugasamy SK, Mathiyarasu J, K S. Magnetosome-anti-Salmonella antibody complex based biosensor for the detection of Salmonella typhimurium. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 2020 Sep;114:111071.