基于纳米酶催化和两性离子修饰的拭子检测复杂基质中的单核细胞增生李斯特菌

研究背景

单核细胞增生李斯特菌是高危害食源性致病菌，易污染复杂基质并威胁人类健康，开发灵敏特异的检测方法至关重要。纳米酶因成本低、稳定性高已广泛应用于生物传感，但复杂基质中的杂质易对其比色传感产生干扰，且传统方法对目标致病菌的捕获分离能力有限。为此，本研究构建纳米酶催化结合两性离子修饰拭子的检测体系，解决基质干扰与特异性捕获难题，实现该致病菌的精准灵敏检测。

主要结果

本研究通过光热聚合将甲基丙烯磺酸钠（SBMA）聚合物修饰于棉拭子表面，并固定单核细胞增生李斯特菌特异性适配体（apt 1），构建SBMA/apt 1功能化捕获拭子。性能测试表明，该拭子可通过两性离子基团显著降低基质杂质非特异性吸附，抗污染能力提升60%以上，对目标致病菌捕获效率达85%以上，且在宽pH和温度范围内保持稳定，适配实际检测场景。

本研究选用Mn₃O₄纳米颗粒作为氧化酶模拟物，可催化底物TMB氧化产生稳定比色信号；引入特异性适配体（apt 2）后，其与纳米颗粒结合可抑制催化活性并减弱信号。通过优化反应参数，成功构建高灵敏度、高特异性的纳米酶比色生物传感体系，为目标致病菌定量检测提供基础。

图1. MTT作用示意图

复杂基质样品检测实验证实，该体系比色信号与单核细胞增生李斯特菌浓度在2.83~2.83×10⁵ CFU/mL范围内线性关系良好（R²>0.99），检测限低至2.64 CFU/mL，低于国标限量。该体系对常见杂菌无明显干扰、重复性优良（RSD<4%），可实现复杂基质中目标致病菌的快速精准检测，应用前景广阔。

此外，环凯微生物为基质中的李斯特氏菌检测提供了新选择。

图2.环凯培养基示例

研究意义

本研究成功构建纳米酶催化与两性离子修饰拭子联用的检测体系，证实两性离子拭子可高效捕获目标致病菌并降低基质干扰，纳米酶与适配体结合提升了检测灵敏度与特异性。该方法操作简便、检测限低，解决了传统纳米酶比色传感的核心痛点，为复杂基质食源性致病菌检测提供新思路与技术支撑，有望推广应用于食品安全与环境监测领域。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.talanta.2024.126777.