食源性致病菌是引发食品安全事故、威胁公众健康的重要诱因，传统微生物培养检测方法耗时费力，现有纳米材料检测技术也存在灵敏度不足、仅能一对一检测等短板。因此，研发集快速检测、精准鉴别、抑菌灭活于一体的新型技术，对食品安全管控具有重要现实意义。

研究思路

本研究通过溶剂热法结合硼氢化钠还原法制备具有氧化酶模拟活性的Ag/Mn₃O₄纳米酶，系统表征材料结构与催化性能；依托该纳米酶构建反应体系，探究其对六种常见食源性致病菌的比色检测效果，结合比色传感阵列与多元统计分析实现菌种精准识别；同时验证材料的广谱抑菌能力，并开展实际食品样本测试，最终建立一套可同步完成致病菌检测、鉴定与灭活的多功能技术体系。

图1 使用氧化酶模拟的Ag/Mn3O4纳米酶对食源性病原菌进行比色法检测[1]

材料制备与酶活验证

研究首先合成Mn₃O₄基底材料，再负载银单质得到Ag/Mn₃O₄纳米酶。借助透射电镜、X 射线衍射、X射线光电子能谱等手段表征，证实材料结构完整、银元素均匀分布于 Mn₃O₄表面。以 TMB 为底物开展实验，证明Ag/Mn₃O₄具备优异氧化酶模拟活性，可催化溶解氧生成超氧阴离子自由基，促使无色TMB氧化为蓝色产物；经条件优化，确定反应最佳时长为12 min、缓冲液pH为4.0、反应温度为25 ℃，该纳米酶催化活性优于多数同类锰基模拟酶。

致病菌精准识别验证和广谱灭活性能验证

基于Ag/Mn₃O₄构建比色传感阵列，采集不同反应时间的吸光度数据，结合主成分分析（PCA）、层次聚类分析进行数据解析。六种致病菌可形成各自独特的指纹图谱，在二维PCA图中完全分区、无重叠，革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌也呈现明显聚类特征。该体系不仅可识别单一菌种，还能精准区分二元及多元混合菌液，且在不同细菌浓度下均保持良好鉴别能力，适用场景广泛。

采用平板计数法评价Ag/Mn₃O₄的抑菌效果，该纳米酶可借助催化产生的活性氧实现对六种致病菌的广谱灭活，抑菌效果与材料浓度正相关，高浓度样品可实现近乎完全杀菌；对比发现，其对革兰氏阴性菌的灭活效果优于革兰氏阳性菌。以圣女果为实际载体开展模拟试验，涂抹肠炎沙门氏菌的样品经纳米酶处理后，常温储存6天仍保持新鲜，表面菌落数量大幅下降，证实该材料可有效应用于食品表面抑菌防护。

展望

本研究成功制备出兼具氧化酶模拟活性的Ag/Mn₃O₄多功能纳米酶，实现了食源性致病菌比色检测、精准识别、广谱灭活三大功能一体化。该检测体系灵敏度高、线性范围广，可鉴别单一菌与混合菌，且材料抑菌效果优异、实操简便，无需大型精密仪器。相较于传统检测与抑菌手段，该技术综合优势显著，在食品现场快速筛查、生鲜食品防腐保鲜、食品安全风险防控等领域具备极高的应用潜力与推广价值。

参考来源：[1] Xuechao Xu, Juanli Yang, Guijie Hao, Bo Wang, Tong Ma, Suping Zhu, Lu Gao, Zhen-quan Yang. Three in one: A multifunctional oxidase-mimicking Ag/Mn₃O₄ nanozyme for colorimetric determination, precise identification, and broad-spectrum inactivation of foodborne pathogenic bacteria, Food Chemistry, 2025,464:141620.

https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.141620.