沙门氏菌（Salmonella）是引发食源性疾病的首要病原菌之一，传统分离鉴定需经预增菌、选择性培养等步骤，全程耗时4–5天，且依赖昂贵设备与专业人员，难以及时应对突发疫情或在资源受限地区开展筛查。现有免疫磁分离技术虽能缩短时间，但磁性颗粒可能影响细菌活力，不利于后续复苏培养。针对这一痛点，德州理工大学团队开发了一种基于自浮中空玻璃微球（HGMS）结合层层自组装（LbL）纳米膜与沙门氏菌特异性抗体的简易分离回收方法，整个过程可在2小时内完成，无需外接电源或精密仪器。

原理与构建

选用密度仅0.6 g/mL的中空玻璃微球，表面交替沉积PDDA/生物素化海藻酸盐形成5层LbL纳米膜，经中性亲和素桥接沙门氏菌多克隆抗体。当混入含菌样品并在旋转混匀器上孵育60分钟，抗原-抗体结合使沙门氏菌被捕获；因HGMS密度小于水，捕获后自动上浮至液面，弃去下层杂质即可轻松收集。

图1 使用聚合物纳米膜和特异性抗体包覆的HGMS进行沙门氏菌分离及酶促降解介导回收过程的示意图^[1]

温和释放与高活性回收

加入海藻酸裂解酶酶解LbL膜，非侵入性地释放结合的沙门氏菌，释放菌液可直接涂布选择性琼脂培养。PBS体系中检测限达100 CFU/mL，最大回收率约22%；在牛肉提取物、哈密瓜汁等复杂食品基质及溶血后血液中仍能特异性捕获，检测限为200 CFU/mL，且抗铜绿假单胞菌无显著非特异性吸附。

图2 食品和血液样本中沙门氏菌的捕获与回收^[1]

表征验证

QCM-D与AFM证实LbL膜逐层组装、抗体偶联及细菌捕获前后的质量/形貌变化；海藻酸酶处理后果然观测到膜降解与细菌释放。在血液中为减少血细胞蛋白堵孔，采用PEG与抗体共修饰策略，使回收率较单用抗体提升约76%。

图3 层状薄膜的表征、细菌捕获及膜降解在细菌回收中的应用^[1]

成本与普适性

单次检测耗材成本约5美元，全过程仅靠手动移液和水平旋转混合完成，适合现场（POCT）或基层实验室使用。更换对应抗体即可拓展至其他致病菌（如致病性大肠杆菌、志贺氏菌等）。

结论

本研究首次将抗体功能化自浮中空玻璃微球LbL平台应用于沙门氏菌的快速分离与活性回收，突破了传统培养法耗时长、磁珠损伤活菌的局限。该方法在食品及模拟临床样本中展现出良好的特异性、灵敏度与活菌回收能力，为食源性疾病暴发的现场初筛和后续分子分型（PCR/NGS）提供了可行的前处理手段。

参考文献：

[1] Joshi et al., Rapid isolation and recovery of Salmonella using hollow glass microspheres coated with multilayered nanofilms. Materials Today Bio, 2025, 31: 101472. DOI: 10.1016/j.mtbio.2025.101472.