基于二维薄膜状SERS标签的超灵敏多通道免疫层析法快速鉴定食源性致病菌

食品中的细菌是导致全球早死的主因之一，每年导致5.5亿人住院和至少3300万人死亡。传统诊断方法需要通过平板培养来富集样本，耗时较长。现代技术如PCR、DNA测序或质谱虽然可以缩短测试时间并提供准确结果，但需要专业人员和实验室环境，不适合现场检测。

近些年，许多新的检测技术已经被发展，即利用识别分子整个识别菌体从而达到现场快速检测的目的。其中，基于表面增强拉曼散射（SERS）检测方法因其具有高灵敏性、耐光性、基于图谱的指纹识别和多元分析能力而受到广泛关注。近期，中国首都医科大学的Rui Xiao研究团队在Journal of Hazardous Materials期刊中发表了题为“Ultrasensitive multichannel immunochromatographic assay for rapid detection of foodborne bacteria based on two-dimensional film-like SERS labels”的文章。

该文章合成了一种多功能的金包被的氧化石墨烯纳米层（GO@Au nanosheets），作为二维薄膜样SERS标签与免疫层析（ICA）条相结合用于金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和沙门氏菌的检测，检测材料制备机理如下图所示。

合成GO@Au薄层后，TEM被使用探究材料的形态和结构特征。原GO层表现出典型的二维薄膜结构，具有较大的比表面积和良好的分散性 。PEI的加入使得其吸收了大量的纳米金颗粒，最终形成的金纳米壳具有~30nm的纳米金颗粒及1–2nm 间隙，有利于表现更为强烈且稳定的SERS信号。随后加入4-巯基苯甲酸，将致病菌特性性抗体与纳米金颗粒壳相偶联，用于最终的致病菌免疫层析法检测。

GO@Au-SERS-ICA对于致病菌的检测效果如下图所示。结果表明：该检测方法检测三种目标细菌时显示出高稳定性和良好的准确性，检测限分别为8、10和10cell/mL对于金黄色葡萄球菌、大肠杆菌（O157:H7）和伤寒沙门氏菌。与传统的金纳米粒子(AuNP)基ICA条相比，该方法的灵敏度提高了500倍；在实际食品样本（脱脂牛奶、胡萝卜汁和葡萄汁）中验证了该方法的准确性和可靠性。

综上所述，该研究开发的基于GO@Au的SERS-ICA方法为快速、超灵敏检测食品样本中的三种重要病原体细菌提供了一种强有力的工具。该方法具有高稳定性、特异性和准确性，有望成为细菌快速识别的重要工具。

 论文来源：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2022.129347