酸土脂环酸芽孢杆菌（Alicyclobacillus acidoterrestris, A. acidoterrestris）是一种非致病性革兰氏阳性菌，具有嗜热酸菌和孢子形成特性。由于其对高温和酸性环境的抵抗力，它可以在巴氏杀菌果汁中存活和繁殖，并引入药味、烟熏味和防腐剂味。A. acidoterrestris是威胁果汁质量的关键因素，已成为主要贸易国在果汁出口中设置技术壁垒的主要安全指标。为了解决这个问题，业界需要建立一种高灵敏度的快速检测方法，用于A. acidoterrestris的鉴定。

免疫磁性分离技术

免疫磁性分离技术作为一种快速发展的结合免疫学和材料科学相结合的新技术，结合了免疫反应的高特异性、磁性材料的磁响应性以及磁性微球独特的表面性质，使其在复杂样品的纯化和目标物质的分离和富集方面具有价值。以前的研究使用_Fe3O4以磁性纳米球为核心，通过固定多克隆抗体或接头获得免疫磁性微球，结合检测技术，如酶联免疫吸附测定、聚合酶链反应和荧光，实现对苹果汁中A. acidoterrestris的富集快速检。然而，化学合成的磁性材料存在缺点，例如容易聚集、复杂的表面改性过程和较长的制备时间，多克隆抗体在特异性方面存在一定的缺点，限制了免疫磁性分离技术的应用。单克隆抗体作为具有较高特异性识别能力的功能性大分子，可以有效降低背景，为高精度识别A. acidoterrestris提供新思路。

磁小体

趋磁细菌是可以沿地磁线进行定向运动的原核微生物。它们可以通过生物矿化铁生成脂质双层涂层的氧化铁磁铁矿（_Fe3O4）或硫化铁灰石（_F3S4）晶体颗粒，称为磁小体（MNs）。与化学合成的磁性颗粒相比，磁小体具有更小、更均匀的粒径（35至50 nm）、更好的分散性、良好的生物相容性，并且膜上有许多生物活性基团，可以作为与其他化合物（如抗体、金属颗粒、DNA和酶）结合的靶标，而无需费力的人工封装过程。因此，磁小体凭借其独特的生物和磁性特性，为制备新型磁性材料及其在食品检测领域的应用提供了可能。

免疫磁分离检测系统

在这项研究中，将高度特异性的单克隆抗体固定在MNs的表面以制备免疫磁性微球（IMM）。苹果汁中的A. acidoterrestris被IMM捕获，形成IMM-A. acidoterrestris复合物（IMMs-Aa），在外部磁场下迅速置换，实现A. acidoterrestris的高效富集分离。将量子点与mAb偶联制备的免疫测定探针（mAb-CdTeQDs）与IMMs-Aa结合，获得IMMs-Aa-mAb-CdTeQDs“夹心”结构，用于实时检测A. acidoterrestris（图1）。该系统通过将免疫学和材料科学耦合技术与A. acidoterrestris的检测方法相结合，为建立高效、高灵敏度的A. acidoterrestris磁性捕获-富集-分离-检测方法提供一种可能性。

A. acidoterrestris的磁性捕获-富集-分离-检测方法

在该研究中，用CdTeQDs和mAb制备的mAb-CdTeQDs可以与IMMs-Aa结合形成IMMs-Aa-mAb-CdTeQDs“夹心”结构，呈现高荧光强度。IMMs-Aa-mAb-CdTeQDs“夹心”结构形成的主要机制如下：捕获探针IMMs表面的抗体通过抗原-抗体特异性反应与A. acidoterrestris反应形成“IMMs-Aa”复合物，然后检测探针mAb-CdTeQDs表面的抗体与A. acidoterrestris反应通过抗原-抗体特异性反应形成IMMs-Aa-mAb-CdTeQDs（以A. acidoterrestri为夹心的“三明治”结构），该结构同时具有磁性和荧光信号。该检测方法不仅具有低检出限和高特异性，且在人为污染的苹果汁中能够实现对A. acidoterrestris高效可靠的检测。

^{Figure 1. Illustration of preparation of IMMs and the enrichment and detection of A. acidoterrestri. [1]}

关键发现

磁小体-单克隆抗体可以有效地富集A. acidoterrestris。

单克隆抗体-CdTeQDs用于特异性检测A. acidoterrestris。

开发了一种A. acidoterrestris的富集-分离-检测方法。

研究前景

建立了一种集免疫捕获、磁分离、荧光检测于一体的快速检测A. acidoterrestris的理论方法，为果汁中快速、灵敏、高特异性的A. acidoterrestris检测提供了参考。

参考文献

[1] J., Qi, K.,Wang, X., Yan, X., Dong, R., Sun, Y., Yuan, T., Yue, A rapid and sensitive sandwich assay for the detection of Alicyclobacillus acidoterrestris in apple juice based on magnetosome immunomagnetic separation combined with quantum dots immunoassay technology, Food Chemistry, 2025, 466, 142234. DOI: 10.1016/j.foodchem.2024.142234