60分钟锁定食源性致病菌！新型磁性荧光纳米平台实现超灵敏检测

近日，发表于Microchimica Acta（2026）的最新研究报道了一种基于共价有机框架（COF）、多价适配体和磁性纳米颗粒构建的全新荧光检测平台，可在60分钟内实现耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）和单核细胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes，LM）的快速、高灵敏检测，为食品安全监测和食源性疾病早期预警提供了一种新的技术方案。

食源性致病菌仍是全球食品安全的重要挑战

近年来，随着食品供应链不断延伸，食品污染风险呈现出更加复杂、多样化的发展趋势。其中，耐药菌和高致病性病原菌已成为全球食品安全监管的重要关注对象。根据世界卫生组织（WHO）统计，全球每年约有6亿人因食源性疾病患病，约42万人死亡。其中：耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）不仅能够引起食物中毒，还可能导致肺炎、菌血症等严重感染，并因耐药性增加治疗难度；单核细胞增生李斯特菌（LM）广泛存在于乳制品、肉制品及即食食品中，即使在低温、高盐等环境下仍具有较强存活能力，对孕妇、新生儿、老年人及免疫功能低下人群危害尤为突出。

因此，建立一种既快速又高灵敏的检测技术，对于食品生产、质量监管以及公共卫生防控具有重要意义。

传统检测方法为何仍存在局限？

目前，食品中致病菌检测主要依赖培养法、PCR、ELISA以及显微观察等方法。虽然平板培养仍被认为是“金标准”，但通常需要数天培养时间；PCR具有较高灵敏度，却依赖专业实验设备和技术人员；ELISA检测速度较快，但抗体制备成本较高，稳定性受限，不利于现场快速检测。因此，开发兼具快速、高灵敏、高特异性和现场应用潜力的新型检测技术，已成为食品检测领域的重要研究方向。

三种纳米技术协同，实现“富集+识别+放大”一步完成

针对上述问题，研究团队设计了一种创新性的磁性荧光纳米检测平台。整个平台主要由三部分组成：首先，研究人员利用磁性纳米颗粒（Magnetic Nanoparticles）连接多价DNA适配体，能够快速捕获目标细菌，并借助磁分离技术有效去除食品基质中的杂质干扰。随后，将另一组修饰在共价有机框架（COF）上的荧光适配体加入体系。当目标细菌存在时，两组适配体分别识别细菌不同位点，共同形成稳定的"磁珠—细菌—COF"夹心结构。由于COF本身具有优异的荧光性能，随着细菌数量增加，结合到细菌表面的荧光探针同步增加，从而实现荧光信号放大，并完成细菌的定量检测。

值得关注的是，研究中采用了多价适配体（Multivalent Aptamer）设计，相较传统单一适配体，多价识别可同时与多个细菌表面位点结合，大幅提高结合能力和捕获效率。实验结果显示，多价适配体磁珠对MRSA和LM的捕获效率均超过80%，明显优于传统单价适配体体系。

图1 利用mvapt@MP/COF综合平台检测病原菌示意图^[1]

最低仅4 CFU/mL，60分钟完成检测

在完成体系优化后，该平台展现出优异的检测性能。研究结果表明：MRSA检测限达到4 CFU/mL；LM检测限达到6 CFU/mL；检测范围覆盖10-10⁸ CFU/mL；两种菌均可在约60分钟内完成检测；标准曲线相关系数（R²）分别达到0.9976和0.9984。此外，该检测平台在60天储存后仍保持良好的检测性能，显示出较好的稳定性和重复性。

高特异性，应对复杂食品样品干扰

食品样品中往往同时存在多种微生物，因此检测系统必须具备较强的抗干扰能力。研究人员分别将MRSA和LM与大肠杆菌、沙门氏菌等高浓度非目标菌共同检测。结果显示，即使背景菌浓度比目标菌高4个数量级，检测平台依然能够准确识别目标菌，几乎没有明显交叉反应，充分体现了适配体识别的高特异性。

多种真实食品验证，回收率最高达106%

为了验证实际应用能力，研究团队进一步在多种食品中开展加标实验，包括：牛奶、沙拉、生鸡肉、午餐肉、奶酪。实验结果显示，该平台在上述食品中的检测回收率达到91.9%–106%，说明其能够有效克服复杂食品基质带来的干扰，实现可靠检测。这一结果表明，该技术具有向食品企业、第三方检测机构及现场快速检测等实际应用场景推广的潜力。

为食品安全快速检测提供新的技术思路

研究人员认为，该平台最大的优势在于将磁分离富集、多价适配体高效识别以及COF荧光信号放大三项技术进行了有机融合，不仅提升了检测灵敏度，也缩短了检测时间。更重要的是，由于适配体具有良好的可编程性，只需更换不同的适配体序列，该平台未来还有望扩展至沙门氏菌、大肠杆菌、蜡样芽孢杆菌等更多食源性致病菌，甚至应用于环境监测、临床检测及公共卫生监测等多个领域。随着食品安全监管不断向智能化、快速化方向发展，这类融合纳米材料与核酸识别技术的新型检测平台，有望成为未来食品安全快速检测的重要发展方向。

参考文献

[1] Huang S, Shen H, Ding L, Yu S. Fluorescent covalent organic framework and multivalent aptamer-driven magnetic nanoplatform for sensitive detection of foodborne pathogens. Microchimica Acta. 2026;193:429