金黄色葡萄球菌是一种常见且危险的食源性病原体，它能引发从轻微皮肤感染到严重术后伤口感染等一系列问题，还会导致严重的葡萄球菌食物中毒。在中国，2003 - 2017 年间，金黄色葡萄球菌引发了众多食源性疾病事件。即食食品由于制备、零售和消费过程中卫生措施不足，很容易被其污染。传统检测方法存在耗时久、需要专业仪器和人员操作等缺点，因此，开发快速、便捷、灵敏的检测方法迫在眉睫。

扬州大学的研究团队取得了一项重大突破，相关成果发表于《Sensors & Actuators: B. Chemical》。他们成功制备了一种基于温和噬菌体的新型纳米酶生物传感器（SapYZUs7@MnCo₂O₄），能够高灵敏度、高特异性地比色检测即食食品中的活金黄色葡萄球菌。

研究人员首先从 47 株金黄色葡萄球菌中分离出了 4 种温和噬菌体。经过对比发现，SapYZUs7 噬菌体表现最为出色（如图 1 所示）。它具有更高的滴度、更广泛的宿主范围、更强的 pH 耐受性（在 pH 3 - 12 范围内，稳定性率＞91%）、更高的吸附率（6 分钟时达到 71.6%） ，并且拥有独特的基因内容。这些优势使得 SapYZUs7 噬菌体非常适合作为生物识别元件用于检测金黄色葡萄球菌。

图1 噬菌体对金黄色葡萄球菌检测的生物学特性（滴度、宿主范围、pH稳定性和吸附率等）

SapYZUs7@ MnCo₂O₄纳米酶生物传感器的制备过程也十分精妙。研究人员先按照之前报道的方法制备出具有多孔结构和大表面积的 MnCo₂O₄，这为噬菌体的固定提供了良好的基础。然后通过静电作用将 SapYZUs7 噬菌体固定在MnCo₂O₄上。多项表征结果表明，该传感器成功制备，且具有出色的生物活性和类过氧化物酶模拟能力。

这种传感器的检测原理基于其类过氧化物酶活性。当 SapYZUs7@ MnCo₂O₄与 H₂O₂和显色底物（如 TMB）反应时，会产生显著的吸收峰。而加入金黄色葡萄球菌后，其表面活性位点被屏蔽，类过氧化物酶活性显著降低，吸收峰也随之变化。通过检测吸收峰的变化，就能实现对金黄色葡萄球菌的检测。而且，该传感器能有效区分活的和死的金黄色葡萄球菌细胞，只对活细胞有响应，这对于保障食品安全意义重大。

在实际检测中，SapYZUs7@ MnCo₂O₄表现出了超高的灵敏度和特异性。其检测限低至 0.77×10² CFU/mL，优于许多其他检测方法。并且，它对金黄色葡萄球菌具有良好的选择性，不受其他 18 种细菌的干扰（如图2所示）。此外，该传感器在检测即食食品中的金黄色葡萄球菌时，不受常见食品添加剂、NaCl 浓度和 pH 值的影响，在多种实际食品样本检测中都取得了令人满意的结果。

图2 SapYZUs7@MnCo2O4展示了良好的灵敏性和特异性对于金黄色葡萄球菌的比色法检测

注：a，不同浓度金黄色葡萄球菌存在下，SapYZUs7@MnCo₂O₄ + H₂O₂ + TMB 显色体系的紫外 - 可见光谱；b，显色体系在 652nm 处的吸光度与金黄色葡萄球菌浓度对数之间的线性拟合；c，显色体系的选择性；d，显色体系的抗干扰性

这项研究成果为即食食品中金黄色葡萄球菌的检测提供了一种强大的新工具，有望在食品安全检测领域得到广泛应用，为保障公众饮食健康发挥重要作用。

参考文献：

Wenyuan Zhou, Yajie Li, Guoqiang Zhu, Xuechao Xu, Qin Hu, Zhenquan Yang, Xuewen Gu. High-sensitivity and high-specificity colorimetric detection of viable Staphylococcus aureus in ready-to-eat foods using a temperate-bacteriophage-based system with peroxidase-like activity. Sensors & Actuators: B. Chemical,  2024, 399: 134810.