近日，《Small》期刊刊登了一项来自韩国加昌大学的最新研究，科学家成功开发出一种基于纳米复合材料和功能肽的高通量电化学生物传感器，可在短时间内精准检测环境样本中的三种重要革兰氏阳性菌：金黄色葡萄球菌（S. aureus）、蜡样芽孢杆菌（B. cereus）和类小球菌（M. luteus）。这一技术有望彻底改变水质监测、食品安全和临床诊断领域的检测方式。

图1 革兰氏阳性菌电化学测定示意图^[1]

为什么这项技术备受关注？

水源污染和食源性细菌感染每年在全球造成大量疾病和经济损失，仅美国每年水传播疾病就影响700万人，经济损失高达37亿美元。传统检测方法如细菌培养、PCR 和 ELISA 尽管可靠，但存在耗时长、成本高、操作复杂等问题，难以实现快速响应。

研究亮点：

纳米材料加持，灵敏度大幅提升

研究团队创新性地引入AuNPs@Ti₃C₂Tz纳米复合材料，这种“MXene+金纳米颗粒”组合不仅具备超高导电性，还能有效防止生物污染，大幅增强电化学信号。

高通量16通道电极，实现多菌同时检测

采用仿生微机电系统（BioMEMS）设计的16通道金圆盘电极，单个平台即可并行检测多种致病菌，且互不干扰。

“肽夹心”策略，特异性更强

通过优化肽对组合，构建类似三明治ELISA的结构，提高了结合力与选择性，避免了传统抗体方法的交叉反应问题。

检测极限突破行业标准

该传感器的检测下限（LOD）分别达到S. aureus：50 CFU/mL、B. cereus：50 CFU/mL、M. luteus：500 CFU/mL，显著优于FDA方法（通常在10³ CFU/mL以上）。

应用前景：

环境监测：快速检测饮用水或天然水体中的致病菌，保障公共健康。

食品安全：实时监控食品加工中的微生物污染。

临床诊断：在资源有限的地区提供低成本、快速感染筛查。

参考文献

[1] J. Park, M. Tieu, T. X. Hoang, D. Pham, S. Park, P. C. Vu, H. M. Tran, S. Cho, Novel High-Throughput Electrochemical Detection of Staphylococcus Aureus, Bacillus Cereus, or Micrococcus Luteus Using AuNPs@Ti3C2Tz Functionalized with Sandwich Peptides. Small 2025, 21, 2411486. https://doi.org/10.1002/smll.202411486