基于CeO2@mrGO和Co-SAC@NC的级联反应高灵敏检测牛奶中大肠杆菌O157: H7

食源性疾病和食物中毒事件常由致病菌引起，对公众健康构成严重威胁。其中，大肠杆菌O157:H7是一种极具危害性的食源性病原菌。这种细菌的致病能力极强，仅需50-100个菌体（相当于普通致病菌千分之一的剂量）就能引发感染。它能产生类志贺毒素、质粒O157等多种致病物质，感染者可能出现从毫无症状到溶血性尿毒综合征等致命并发症的临床表现，是需要特别警惕的食源性致病菌。

研究内容

首先，制备出具有仿生催化能力的钴单原子催化剂（Co-SAC@NC），它能像天然氧化酶一样激活氧气产生活性氧。将Co-SAC@NC作为共反应促进剂，可催化O₂生成活性氧，有效提高了鲁米诺-O₂体系的ECL信号强度。接着，通过铁掺杂技术制备铈基纳米酶CeO₂@mrGO，不仅具备磁分离功能，还展现出卓越的磷酸酶样活性。利用上述两种纳米酶的级联反应，构建了一种高敏检测E. coli O157: H7的ECL生物传感器。

检测原理

CeO2@mrGO共价键标记上抗体，并通过抗体捕获E. coli O157: H7，利用适配体和抗体对E. coli O157: H7的双识别作用，在电极表面上(CeO₂@mrGO-Ab/E. coli O157: H7)上形成三明治结构（CeO₂@mrGO-Ab/E. coli O157: H7/Ap-AuE）。CeO₂@mrGO能够将AAP转化为AA，借助AA对ROS的消耗作用，从而抑制鲁米诺-O₂体系的ECL信号。

传感器可行性分析、ECL强度与大肠杆菌O157: H7浓度对数之间的线性关系及特异性分析

CeO₂@mrGO能够将AAP转化为AA，借助AA对ROS的消耗作用，从而抑制鲁米诺-O₂体系的ECL信号。该ECL传感器对E. coli O157: H7的线性响应范围为17 ~ 1.7×10⁵ CFU/mL，检测限为2.78 CFU/mL，能够实现对E.coli O157: H7污染牛奶样本的直接检测，结果与国家标准方法相符合，为现场快速检测提供了可靠方案。

总结与展望

制备了具有氧化酶样活性的CeO₂-SAC@NC，可作为共反应促进剂转移溶解ROS用于增强luminol-O₂的ECL信号系统。此外，合成了CeO₂@mrGO，不仅具有显著的磷酸酶样活性，而且具有良好的磁分离性能。基于CeO₂@mrGO和Co-SAC@NC的级联反应，制备了适配体-抗体双识别ECL传感平台，用于检测复杂样品中的大肠杆菌O157: H7，无需额外的分离设备。这项研究展示了一种用于鲁米诺-O₂的新型共反应促进剂系统，并为检测食源性污染物提供了一种有前途的分析方法。

参考文献：

Hu Z, Cheng M, Zheng Y, et al. A highly sensitive aptamer - antibody birecognized ECL sensing platform based on the cascaded reaction between CeO₂@ mrGO and Co-SAC@NC for E. coli O157: H7 in untreated milk [J]. Sensors and Actuators B: Chemical, 2025, 423: 136756.