对抗沙门氏菌的新利器:LPS分子印迹聚合物传感器实现10 CFU/mL现场快速检测

原创
来源:魏祖晨
2025-10-27 09:43:53
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核心提示:一项创新研究提出一种基于脂多糖分子印迹聚合物的电化学传感器,可在30分钟内完成食品中沙门氏菌的现场检测,检测限低至10 CFU/mL,无需复杂前处理,为食品安全监测提供全新解决方案。

沙门氏菌污染频发,传统检测方法耗时费力

沙门氏菌是全球范围内最常见的食源性致病菌之一,常污染禽肉、蛋类、乳制品和水源,引发腹泻、发热、腹痛等症状,严重时甚至导致死亡。传统的培养、ELISAPCR检测方法虽然准确,但操作复杂、耗时长,难以满足现场快速检测需求。因此,开发一种高灵敏度、高选择性、无需前处理的现场检测技术成为当务之急。

LPS分子印迹策略:从全菌分子精准识别

为克服传统全菌印迹存在的结构复杂、交叉反应高等问题,研究团队另辟蹊径,选择沙门氏菌外膜特征成分——脂多糖(LPS)作为印迹模板。LPS具有种属特异性,其O-多糖链在不同菌种间差异显著,成为理想的分子识别靶点。相比全菌印迹,LPS印迹具备更高的热稳定性、pH耐受性和重现性,同时避免使用活菌,提升安全性与操作便利性。

聚多巴胺+硼酸功能化:构建高选择性纳米MIP传感器

研究团队以聚多巴胺(PDA)为骨架材料,利用其丰富的邻苯二酚和氨基官能团,通过一步法合成纳米级MIP颗粒。在PDA表面引入4-甲酰苯硼酸(FPBA),可与LPS中的顺式二醇结构形成共价键合,增强识别特异性。随后通过电化学沉积将MIP修饰于单壁碳纳米管(SWCNT)电极表面,构建出高灵敏度传感器。

关键发现

1、与传统全菌印迹不同,研究团队选用沙门氏菌外膜成分脂多糖(LPS)作为印迹模板,避免了活菌操作,显著提升了识别特异性、热稳定性与重现性。

2、构建的聚多巴胺基MIP传感器对沙门氏菌的检测限低至10 CFU/mL,线性范围覆盖10²–10⁸ CFU/mL30分钟内即可完成检测,性能优于多数现有技术。

3、传感器对沙门氏菌具有高度选择性,对革兰氏阳性菌(如金黄色葡萄球菌)及其他革兰氏阴性菌(如大肠杆菌、肺炎克雷伯菌)无显著响应,有效避免交叉干扰。

未来展望与应用潜力

尽管当前检测时间约为30分钟,研究团队指出,未来可通过引入磁性核心(如Fe₃O₄)实现快速分离,缩短检测周期。同时,该LPS-MIP策略具备良好的扩展性,可与其他病原体(如大肠杆菌、李斯特菌)LPS联用,开发多通道检测平台。其低成本、高稳定性、易储存等特性,使其在资源有限地区也具有广阔应用前景。

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