灵敏“捕手”：新型DNA电路技术让沙门氏菌无处遁形

鼠伤寒沙门氏菌（S. Typhimurium），作为一种普遍存在的食源性病原体，广泛分布于受污染的水源灌溉的蔬菜、肉类制品以及鸡蛋中。它每年引发数百万起沙门氏菌感染病例，对公共卫生安全构成严重威胁。尽管传统的微生物平板培养检测方法成本较低，但其耗时较长，通常需要3至5天才能得到检测结果。相比之下，新兴的基因测序和酶联免疫吸附测定技术虽然检测速度较快，但操作复杂且设备成本高昂，且容易产生假阳性结果。

近日，一项关于食品安全检测技术的突破性研究在国际知名期刊《Food Control》上发表。该研究由多位科学家合作完成，提出了一种名为LC@ADC（线性因果调节和自催化驱动DNA电路）的通用可编程生物传感策略，用于高度灵敏和特异性地检测鼠伤寒沙门氏菌。

为解决现有检测方法的不足，研究团队创新性地结合了杂交链反应（HCR）、DNAzyme驱动的CRISPR/Cas12a激活技术，首次提出了一种可控的DNA电路传感策略。该策略利用HCR和DNAzyme的级联信号放大机制，不仅实现了信号的逐级增强，还保证了检测过程的可控性。通过这种技术，LC@ADC策略能够定量检测浓度范围在10到1×10⁵ CFU/mL之间的S. Typhimurium，检测限低至6.53 CFU/mL，显示出极高的灵敏度和特异性。

该检测技术的工作原理是通过特定的DNA电路设计，实现对目标细菌的精准识别和信号放大。当存在目标细菌时，系统释放特定的信号链，引发HCR反应，形成DNAzyme，进而激活CRISPR/Cas12a系统，产生可检测的荧光信号。这种因果连接的信号传导和放大机制，使得检测过程更加高效和准确。

此外，该研究还成功将LC@ADC策略应用于橙汁、鸡肉和湖水样本中S. Typhimurium的检测，显示出其在实际样本中的优异表现。这一技术的成功开发，不仅为食源性病原菌的高性能检测提供了新途径，也为食品安全和公共卫生保障带来了重要突破。

该研究的作者之一，张海平教授表示：“LC@ADC策略的提出，标志着我们在病原菌检测领域迈出了重要一步。这种简便、快速、高灵敏度的检测技术，有望在未来广泛应用于食品检测、环境监测和临床诊断等多个领域。”此次研究成果的发布，引起了业内的广泛关注。业内专家认为，该技术的推广应用将极大提升食源性疾病的检测效率和准确性，为全球食品安全和公共卫生做出重要贡献。

参考文献：

Xinru Ren, Weiqing Sun, Bowen Li et al., Construction of linear causal-regulated and autocatalysis-driven DNA circuits for highly sensitive and specific detection of Salmonella Typhimurium, Food Control, Volume 172, 2025, 111153, ISSN 0956-7135, https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2025.111153.