沙门氏菌作为主要食源性病原菌，每年导致全球数亿感染，最低1CFU即可引发感染，严重威胁食品安全与公众健康。传统检测方法（如平板计数、PCR）存在耗时（1-3天）、操作复杂或依赖专业设备等问题，而荧光检测技术虽具快速优势，但现有方法多依赖抗体或适体，存在成本高、稳定性差等局限。

噬菌体受体结合蛋白（RBP）因对细菌表面受体的高特异性识别能力，成为新兴生物识别元件。RBP41作为噬菌体T102的尾刺蛋白，可特异性结合沙门氏菌表面受体，且制备成本低、稳定性强。量子点微球（QDMs）因荧光强度高、斯托克斯位移大，是理想的信号放大探针。本研究整合RBP41的特异性识别、磁珠的高效分离及QDMs的荧光信号优势，构建“磁分离-荧光检测”双功能平台，解决现有方法在灵敏度和检测时间上的瓶颈，为食品中沙门氏菌的现场快速检测提供新方案。

方案1.基于RBP41的磁性荧光纳米生物传感器检测沙门氏菌的原理。

研究内容

图1.荧光探针RBP41-qdm的表征。

通过EDC/NHS法将RBP41偶联至QDMs，UV-Vis光谱显示偶联后吸收峰蓝移，荧光光谱红移（534.8nm→536.0nm），粒径从126.2nm增至168.1nm，TEM证实166.5nm的核壳结构。Zeta电位从负转正（-40.77mV→+38.47mV），证明氨基修饰成功。荧光稳定性测试显示，RBP41-QDMs在pH4-10及金属离子存在下信号稳定，适用于复杂食品基质。

图2.RBP-41磁性荧光纳米生物传感器检测条件的优化。

优化确定最佳条件：16.8μgRBP41偶联QDMs，75μLRBP41-QDMs与细菌孵育50min。此时荧光强度最大，背景信号最低。磁分离时间20min时，细菌捕获效率超90%。该优化通过响应面法系统调整蛋白浓度、探针用量及孵育时间，确保传感器灵敏度最大化。

图3.基于RBP41的磁性荧光纳米生物传感器检测沙门氏菌。

传感器对沙门氏菌的线性范围为3-3×10⁶CFU/mL（y=17.10x+72.53，R²=0.9767），检测限2CFU/mL，1.5小时内完成检测。

图4.RBP41介导磁性荧光纳米生物传感器的特性研究

特异性测试显示，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等非目标菌荧光信号无显著变化，仅沙门氏菌组ΔFI>100a.u.，归因于RBP41对沙门氏菌外膜蛋白的特异性识别。

本研究成功开发基于RBP41-QDMs的磁荧光纳米生物传感器，实现食品中沙门氏菌的快速超灵敏检测。该传感器结合RBP41的特异性识别、磁珠的高效分离及QDMs的信号放大，检测限达2CFU/mL，1.5小时内完成分析，实际样品回收率良好。其优势在于克服传统方法的耗时与基质干扰问题，为食源性病原菌的现场检测提供新工具。未来可通过优化RBP41的多价偶联或集成微流控技术，进一步提升检测通量与便携性，拓展至其他病原菌的多重检测。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.142504