你知道吗？一种常见于中药材的海螵蛸（乌贼骨），如今竟能成为食品安全领域的“侦探”，精准识别隐藏在食品中的致病芽孢！近日，广东海洋大学团队在国际期刊《Analytica Chimica Acta》发表研究，利用海螵蛸开发出一种新型检测技术，为快速追踪蜡状芽孢杆菌等食源性病原体提供了突破性方案。

一、海螵蛸里藏着纳米级“侦察兵”

蜡状芽孢杆菌是引发食物中毒的常见 “元凶”，其形成的芽孢对高温、酸碱等极端环境有超强抵抗力，传统检测方法如细菌培养或PCR技术，往往需要数小时甚至数天，难以满足快速筛查需求。而海螵蛸的天然多孔结构，恰好为高效检测提供了灵感。

研究团队通过酸碱处理去除海螵蛸中的碳酸钙和有机质，得到一种名为“CDOM”的多孔有机基质，再利用原位还原法在其孔隙内生长银纳米颗粒（AgNPs），构建出“AgNPs/CDOM”表面增强拉曼散射（SERS）基底。这种基底的孔隙直径仅0.7-1.3纳米，相当于头发丝的十万分之一，能像“纳米陷阱”一样捕获细菌芽孢释放的生物标志物——2,6-吡啶二甲酸（DPA）。

二、电化学 “助力”：让检测速度提升10倍

传统拉曼检测需要依赖样品自然吸附到基底表面，不仅耗时（通常需30分钟以上），还容易因“咖啡环效应”导致信号不均。为解决这一难题，团队设计了一个微型电化学富集装置：将AgNPs/CDOM基底夹在两片PDMS（聚二甲基硅氧烷）之间，通入2伏电压后，带负电荷的DPA分子会在电场作用下定向迁移并富集到基底表面，仅需40秒即可完成传统方法30分钟的吸附量。

实验显示，这种“电化学+拉曼”组合拳效果惊人：对DPA的检测限低至0.3 nM（纳摩尔/升），相当于在一个标准游泳池中精准识别出半勺糖的浓度。更厉害的是，即便在复杂的牛奶基质中，该技术也能在80微升样品中检测到约137个芽孢，检测水平低于加拿大规定的食品微生物限量（10⁴孢子/毫升）。

图一 AgNP/CDOM和DPA检测的制造过程的示意图^[1]

三、从实验室到餐桌：开启食品安全新“视界”

为验证实际应用潜力，研究人员模拟了牛奶污染场景：向灭菌牛奶中添加不同浓度的蜡状芽孢杆菌孢子，经超声提取DPA后，结合电化学富集和拉曼检测，成功在稀释8×10⁶倍的样品中锁定芽孢踪迹。对比传统平板计数法，该技术不仅速度提升近10倍，还能通过拉曼光谱的“分子指纹”特性，排除蛋白质、脂质等干扰物质，避免误判。

海螵蛸基底的成本仅为传统贵金属基底的1/10，且制备过程绿色环保。研究团队负责人表示，这种基于天然生物材料的检测方案，未来可集成到便携式拉曼设备中，适用于食品加工厂、农贸市场等场景的现场快速筛查。目前，团队已开始与企业合作，探索将该技术应用于即食食品、乳制品等高频抽检领域。

四、当传统药材遇上现代科技：生物材料的跨界奇迹

海螵蛸的主要成分是甲壳素和蛋白质，其天然多孔结构与人工合成的纳米材料相比，具有更好的生物相容性和环境友好性。这种“变废为宝”的思路，不仅为中药材资源开发提供了新方向，更展现了生物材料在纳米科技中的独特优势。

随着全球食品供应链的复杂化，快速检测技术已成为守护餐桌安全的关键防线。海螵蛸 SERS 基底的诞生，或许只是一个开始——当更多传统材料被赋予科技内涵，我们有理由期待，未来的食品安全检测将更智能、更高效，让隐藏在食品中的每一个“隐形杀手”都无所遁形。

结语：从中药材到纳米检测器，海螵蛸的“跨界”故事揭示了一个道理：大自然早已为人类准备了丰富的解决方案，而科技的使命，正是用创新眼光解锁这些隐藏的宝藏。当传统与现代碰撞出火花，食品安全的未来将充满更多可能。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.aca.2024.343034

参考文献：[1] Yuping Lai,Guangzheng Jiang,Tianhang Liang, et al. Rapid analysis of Bacillus cereus spore biomarkers based on porous channel cuttlebone SERS substrate. Analytica Chimica Acta. 2024;1320 (0):343034-343034. doi:10.1016/j.aca.2024.343034