研究背景

在食品安全领域，沙门氏菌一直是令人闻风丧胆的存在。这种常见的食源性病原体，广泛存在于家禽、鸡蛋、肉类、乳制品和水中，一旦感染，就会引发腹泻、发热、腹痛等症状，尤其对儿童、老年人和免疫力低下者危害巨大。据世界卫生组织报告，近年来仅其成员国和地区就发生了58起涉及沙门氏菌的食品安全事件。传统的沙门氏菌检测方法，如培养平板法、酶联免疫吸附测定（ELISA）和聚合酶链反应（PCR），虽准确度高，但耗时长，且需专业实验室设备，难以满足现场快速检测的需求。然而，一项最新的研究成果，或许将彻底改变这一局面。

2025年，Solpa Lee等人在《Journal of Nanobiotechnology》上发表了一篇题为“Rapid and simple on-site salmonella detection in food via direct sample loading using a lipopolysaccharide-imprinted polymer”的研究论文，介绍了一种基于分子印迹聚合物（MIP）的快速、灵敏的电化学传感器，专门用于检测沙门氏菌。

该研究团队巧妙地利用了沙门氏菌外膜的主要成分——脂多糖（LPS）来制备MIP。LPS的结构在不同细菌种类间差异显著，尤其是其O-多糖链，这种差异使得MIP对沙门氏菌具有高度特异性，能有效减少与其他非目标细菌的交叉反应。此外，与传统的以整个细菌为模板的印迹方法相比，LPS印迹在热稳定性和pH稳定性方面更具优势，且避免了处理活菌带来的生物安全风险。

图1 分子印迹聚合物（MIP）的制备及其在食品样本中现场病原体检测中的应用示意图。

研究结果

高灵敏度与宽线性范围：传感器对鼠伤寒沙门氏菌的检测限低至10 CFU/mL，在10² - 10⁸ CFU/mL浓度范围内呈现良好的线性响应，能满足不同浓度样本的检测需求。

出色的选择性：经多种革兰氏阳性和阴性细菌验证，传感器仅对鼠伤寒沙门氏菌有显著响应，对其他细菌几乎无交叉反应，证明了其高度的选择性。

图2 SL-MIP对鼠伤寒沙门氏菌的检测性能：（A）被MIP纳米颗粒包围的鼠伤寒沙门氏菌细胞痕迹的扫描电子显微镜（SEM）图像，（B）不同浓度鼠伤寒沙门氏菌（从\(10^{0}\)到\(10^{8}\)菌落形成单位/毫升）的差分脉冲伏安（DPV）曲线，（C）SL-MIP对不同浓度鼠伤寒沙门氏菌的线性校准曲线，（D）\(10^{8}\)菌落形成单位/毫升鼠伤寒沙门氏菌作用下MIP和非印迹聚合物（NIP）的电流变化，（E）\(10^{8}\)菌落形成单位/毫升的革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌）与鼠伤寒沙门氏菌的DPV曲线，（F）\(10^{8}\)菌落形成单位/毫升的革兰氏阴性菌（大肠杆菌和肺炎克雷伯菌）与鼠伤寒沙门氏菌的DPV曲线。

实际样本检测效果佳：在自来水、牛奶和猪肉等实际食品样本中，传感器无需复杂前处理即可有效检测鼠伤寒沙门氏菌，且检测结果与传统培养方法具有较高一致性，Cohen’s kappa分析显示，在不同浓度下均表现出良好的吻合度。

图3 SL-MIP在食品样本中检测鼠伤寒沙门氏菌的性能评估：（A）在食品卡车和餐厅中对鼠伤寒沙门氏菌的现场检测，（B）自来水、牛奶和猪肉中不同浓度鼠伤寒沙门氏菌的差分脉冲伏安（DPV）曲线峰值电流。

讨论

与其他检测技术对比：和近年来报道的其他鼠伤寒沙门氏菌传感器相比，该LPS印迹MIP传感器在检测限、线性范围和检测时间等方面表现出色，尤其在现场检测的便捷性上优势明显。

表1 鼠伤寒沙门氏菌传感器性能对比

材料与方法的科学性：通过场发射扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱等多种手段对MIP进行表征，证实了其结构的合理性和制备的成功性。聚多巴胺壳层的形成以及硼酸基团的引入，为传感器的性能提供了有力支撑。

实际应用价值：该传感器为食品卡车、餐厅等场所的现场检测提供了可能，可助力食品安全监管人员及时发现污染，采取措施防止疫情爆发。

总结与展望

本研究成功开发的LPS印迹MIP电化学传感器，为鼠伤寒沙门氏菌的现场快速检测提供了新方案。其高灵敏度、高选择性和简便的样品加载过程，使其在食品安全监测领域具有重要的应用前景。

未来，研究团队计划进一步优化传感器性能，如通过将聚多巴胺核心替换为磁性核心（如氧化铁），实现细菌的快速磁分离，缩短检测时间。此外，还将拓展该技术在其他食源性致病菌检测中的应用，为构建更完善的食品安全检测体系贡献力量。随着该技术的不断完善和推广，有望在保障公众饮食安全方面发挥重要作用，为食品安全防线的升级提供有力支持。

参考文献：

Lee S, Kim H, Kim M, et al. Rapid and simple on-site salmonella detection in food via direct sample loading using a lipopolysaccharide-imprinted polymer[J]. Journal of Nanobiotechnology, 2025, 23(1): 279.