新型 CRET 适配体传感器问世，红色发光 Au-Ag 双金属纳米团簇助力鼠伤寒沙门氏菌精准检测

传统检测鼠伤寒沙门氏菌的方法中，培养平板法虽被视为 “金标准”，但操作耗时且费力，需多步制备流程；酶联免疫吸附试验（ELISA）和聚合酶链式反应（PCR）虽检测速度有所提升，却面临成本高、需专业人员操作、样本制备复杂（如 PCR 需提取基因，延长检测时间）等问题。为克服这些不足，研究团队将目光投向 biosensor 技术，最终研发出这款 CRET 适配体传感器。

该传感器的核心设计巧妙结合多种材料特性：以鲁米诺作为化学发光供体，红色发光金银双金属纳米团簇（Au-Ag NCs）作为能量受体，同时引入具有催化特性的氧化铈纳米颗粒（CeO₂ NPs），用于提升 CRET 效率。其检测机制依赖鼠伤寒沙门氏菌特异性适配体对目标病原体的高亲和力：在无病原体存在时，适配体吸附于 Au-Ag NCs 表面，导致纳米团簇发光猝灭，进而抑制 CRET 过程；当存在目标病原体时，适配体与病原体结合，从 Au-Ag NCs 表面脱落，纳米团簇恢复发光能力，CRET 信号随之产生，且信号强度与鼠伤寒沙门氏菌浓度呈正相关。

图 1：呈现 Au-Ag NCs 和 CeO₂ NPs 的 TEM 图、光谱重叠、不同条件 CL 光谱及 CRET 发光图像。

 为确保传感器性能最优，研究团队对材料制备和检测条件进行了系统优化。在材料制备方面，通过改良现有方案合成牛血清白蛋白（BSA）稳定的 Au-Ag NCs，采用 3:1 的金、银摩尔比，以 BSA 同时作为保护剂和还原剂；按特定 protocol 合成 CeO₂ NPs，得到具有均匀球形形貌的纳米颗粒，保障其催化活性；对 Au-Ag NCs 进行适配体功能化时，将适配体溶液加热至 85℃并冷却，以破坏二级结构，再按 1:40 的体积比与纳米团簇混合孵育，通过荧光发射光谱和 zeta 电位分析验证结合效果。在检测条件优化上，确定以 2mg/mL 的铁氰化钾（K₃[Fe (CN)₆]）溶于 0.1M NaOH 作为氧化剂，CRET 关键组分（鲁米诺、K₃[Fe (CN)₆]、Au-Ag NCs）按 1:2:1 的体积比混合，Au-Ag NCs 以 1:7 比例稀释，加入 10μL 按 1:7 比例稀释的 CeO₂ NPs，细菌与适配体功能化 Au-Ag NCs 按 1:9 比例混合，这些参数均通过对比不同条件下的 CRET 信号强度确定。

图 2：优化传感器组分比例（NCs 与水、CeO₂与水等）的图表。

 实验数据显示，该传感器在鼠伤寒沙门氏菌检测中表现出色。其线性检测范围为 10 至 10⁸ CFU/mL，CRET 信号强度与细菌浓度对数的线性相关系数（R²）达 0.9902，检测限（LOD）低至 8 CFU/mL，优于此前报道的基于金纳米颗粒的侧流法（LOD 10³ CFU/mL）、基于 Sybr Green I 的荧光共振能量转移（FRET）法（LOD 464 CFU/mL）等适配体基光学检测方法。选择性测试中，面对浓度均为 10⁸ CFU/mL 的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、铜绿假单胞菌，以及这些细菌与鼠伤寒沙门氏菌的混合体系，传感器仅对鼠伤寒沙门氏菌产生强特异性信号，轻微信号波动不影响检测准确性。在实际样本检测中，对加标蛋清样品（浓度 10 至 10⁸ CFU/mL）的检测结果与平板计数法高度吻合，线性相关系数（R²）为 0.9834，且在复杂蛋清基质中受干扰小，验证了其实际应用价值。

图 3：展示鼠伤寒沙门氏菌的 CRET 强度光谱及浓度 - 信号校准曲线（R²=0.9902）。

 这款 CRET 适配体传感器凭借快速、灵敏、特异性强且成本可控的优势，为食源性病原体检测提供了新工具，尤其在食品安全生产监控、公共卫生应急检测等场景中具有广阔应用前景，也为后续食源性病原体检测技术的研发提供了重要参考。

参考文献：Shamani N, Shalileh F, Golbashy M, et al. A chemiluminescence resonance energy transfer–based aptasensor for the detection of Salmonella typhimurium using red-emitting Au–Ag bimetallic nanoclusters[J]. Microchemical Journal, 2025: 115809.