食源性疾病是全球公共卫生面临的主要挑战之一，世界卫生组织（WHO）统计显示，全球每年约有5.5亿人因食源性疾病腹泻，其中23万人死亡。现有食品病原检测方法多依赖选择性培养和生化鉴定，周期长、灵敏度有限，难以满足现代食品工业和公共卫生对快速监测的需求。近日，广州食品检验研究院团队在 Scientific Reports 发表最新研究，首次建立四重数字微滴PCR（quadruplex ddPCR）技术体系，可在一次反应中同时检测并精准定量，显著提升食品病原微生物检测的效率与灵敏度。

图1 四大食源性致病菌同时检测^[1]

研究背景：

四种靶标菌均是全球范围内引发食源性疾病的重要病原体：

伤寒沙门菌（S. Typhi）：引起腹泻及伤寒，死亡率高，常见于受污染的肉类、蛋类；

金黄色葡萄球菌（S. aureus）：产生耐热肠毒素，食物中毒事件频发；

单核细胞增生李斯特菌（L. monocytogenes）：能在低温存活，是冷链食品主要安全隐患；

蜡样芽孢杆菌（B. cereus）：在米制品、奶制品中常见，易导致急性呕吐或腹泻；

中国现行国家标准对上述病原菌的检测周期在3–9天不等，且在低污染水平样品中存在假阴性风险。

方法学创新：

研究团队基于Bio-Rad QX200平台，采用两通道荧光体系，通过系统优化引物探针设计、退火温度和反应体系，成功建立四重ddPCR方法，实现多靶标在单管反应中独立定量。技术亮点包括：

绝对定量：无需标准曲线，基于泊松分布直接计算拷贝数；

多重检测：16个微滴信号簇完全分离，可同时检测四种病原体；

高通量与高重复性：变异系数（RSD）≤25%，满足分子检测重现性要求；

主要结果：

最低检测限（LOD）： 8拷贝/20 µL（S. Typhi）、7拷贝/20 µL（S. aureus）、9拷贝/20 µL（L. monocytogenes）、7拷贝/20 µL（B. cereus）；

线性范围： 覆盖近千倍浓度梯度，相关性R²>0.999；

方法学对比： 与平板计数法无显著统计学差异（p>0.05），但检测周期缩短至约5小时；

食品样品验证： 在人工污染的猪肉干、米粉、面包和饮料样品中，ddPCR结果与接种浓度高度一致，且对蜡样芽孢杆菌检出更敏感，能避免芽孢状态导致的CFU低估。

学术与应用价值：

该研究是首次报道基于ddPCR技术的四重并行病原检测方法，为多靶标同步定量提供了可靠技术范式。其高灵敏度和快速检测特性，特别适合：

食品加工及流通环节的实时监控；

食品中多菌共存污染的高通量筛查；

食源性疾病暴发的溯源调查；

食品安全标准和监测技术体系的升级；

研究团队计划进一步引入内参控制以监测抑制效应，推动方法学标准化和行业落地应用，为食品安全风险评估提供科学支撑。

参考文献

[1] Sun, X., Xiao, J., Wei, H. et al. A ddPCR method for simultaneous detection and quantification of Salmonella enterica, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, and Bacillus cereus in foods. Sci Rep 15, 32092 (2025). https://doi.org/10.1038/s41598-025-17272-y