空气中潜藏的致病细菌，如大肠杆菌和金黄色葡萄球菌，对公共卫生、食品安全和医院感染控制构成了持续威胁。传统上，对这些空气微生物进行物种特异性检测通常依赖于酶联免疫吸附测定等成熟但繁琐的方法，这些方法不仅耗时，而且对操作者的技巧要求高，易因洗涤步骤不彻底而产生假阳性结果。一项发表在《Journal of Hazardous Materials》上的研究提出了一种突破性的解决方案——一种基于滤膜和比色法的新型“Turn-off”型检测策略，有望将检测流程大幅简化并提速。

该技术的核心原理巧妙而高效。首先将带有辣根过氧化物酶标记的特定抗体与含有目标细菌的样本溶液混合。随后，混合液会经过一张经过特殊处理、孔径为0.22微米的滤膜。关键在于，细菌与抗体的复合物尺寸较大，会被滤膜截留；而未能与细菌结合的“游离”抗体-酶复合物则能顺利通过。接下来，检测的并非被截留的信号，而是滤液中这些游离酶的活性。将滤液与显色底物混合，酶促反应会产生颜色，其强度与游离酶的量成正比。因此，样本中目标细菌的浓度越高，被滤膜截留的抗体-酶就越多，导致滤液中的颜色信号反而越弱。通过测量这种“信号衰减”，便能精准反算出细菌的浓度。

图1 基于抗原-抗体反应和过滤的比色细菌检测方法示意图^[1]

该方法的灵敏度表现优异。在液体样本中，其对大肠杆菌的检测限低至每毫升21.5个菌落形成单位，对金黄色葡萄球菌则为每毫升246个。进一步将此法与一套标准的空气-液体采样系统相结合，在实验室模拟的含菌气溶胶环境中进行了验证。通过换算，其在空气中的理论检测限分别达到每立方米545个菌落形成单位（大肠杆菌）和每立方米953个菌落形成单位（金黄色葡萄球菌）。整个检测流程，包括孵育、过滤和显色，可在约25分钟内完成，远快于传统需要数小时的ELISA方法。

图2 从细菌原液中获得的液体样品中不同细菌浓度的吸光度值^[1]

与同样基于滤膜的“Turn-on”型传感器相比，这项新技术因为利用了高效的酶催化信号放大，灵敏度更高。与ELISA相比，其优势更为全面：不仅避免了细菌在包被到固相表面时可能发生的变性或抗原位点掩蔽，还让所有溶液中的细菌都能充分参与反应，显著提升了抗原-抗体结合的效率，这也是其获得更低检测限的重要原因之一。当然，研究也指出了当前挑战：尽管方法本身灵敏，但若要直接应用于细菌浓度更低的真实室内环境，仍需搭配富集效率更高的空气采样器来进一步提升整体系统的检测能力。

结论

这项研究不仅开发了一种快速、简便且高灵敏的空气致病菌检测新方法，更展示了一种“反其道而行之”检测逻辑的实用价值。它为现场快速监测、食品安全控制以及环境微生物风险评估等领域，提供了一个极具潜力的新工具。

参考文献：[1] Park et al., Airborne bacteria detection: Species-specific concentration measurement using colorimetric detection of free antibodies. Journal of Hazardous Materials, 2025, 494: 138761. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2025.138761.