近日，陕西科技大学食品科学与工程学院王瑞、徐勤峰团队在国际分析化学领域顶级期刊《Talanta》（影响因子8.552）发表最新研究成果，提出一种基于量子点光漂白的单色多重环介导等温扩增（LAMP）检测技术，为食源致病菌快速筛查提供了创新性解决方案。该技术突破传统荧光检测通道限制，仅需单一绿光通道即可实现金黄色葡萄球菌（S. aureus）与单核细胞增生李斯特菌（L. monocytogenes）的同步精准检测，检测耗时缩短至60分钟，单拷贝级灵敏度与复杂样品适应性使其在食品安全领域展现出巨大应用潜力。

传统食源致病菌核酸检测中，多重扩增技术虽能解决单靶标检测效率低、成本高的问题，但现有方案普遍存在技术瓶颈。多色荧光探针法需设计复杂的光谱区分体系，且易受荧光团光谱重叠影响；熔解曲线法依赖高精度温控设备，分辨率有限；空间分辨法则局限于数字PCR平台，仪器成本高昂。这些缺陷使得现有技术难以满足基层实验室与现场快速检测的实际需求。

该研究创新性地将量子点（QD）的优异光稳定性与有机荧光染料的光漂白特性相结合，构建了“单色多重检测”新策略。研究团队选用发射波长相近的QD525（量子点，525nm）与FAM（荧光素，518nm）作为荧光标记，二者在绿光通道下发射信号重叠，但光漂白行为存在显著差异——量子点因无机半导体核壳结构，光漂白速率常数（kₚᵦ）远低于有机染料FAM，经10分钟光照射后仍能保留80%以上初始荧光强度，而FAM荧光强度衰减超70%。

图1 单色二重环介导等温扩增（LAMP）检测原理

为实现特异性信号区分，研究进一步整合QUASR（未结合扩增信号报告子淬灭）原理。在LAMP反应体系中，针对两种致病菌的内引物（FIP）分别标记FAM与生物素（后续通过链霉亲和素偶联QD525），同时设计3'端修饰淬灭基团（BHQ1）的短链探针。当靶标存在时，荧光标记引物随扩增反应整合到产物中，无法与淬灭探针结合，保持荧光活性；未参与扩增的游离引物则与淬灭探针杂交，荧光被高效抑制，有效消除背景干扰。

实验数据显示，该技术在特异性、灵敏度与实际样品适用性上均表现优异。特异性验证中，仅当引物与靶标完全匹配时才出现特异性荧光信号，交叉反应与空白对照均无假阳性，琼脂糖凝胶电泳也仅在阳性样本中出现典型LAMP梯状条带。灵敏度测试通过10倍梯度稀释模板发现，对金黄色葡萄球菌与单核细胞增生李斯特菌的检测限均低至单拷贝/微升，混合样本中两种菌的荧光信号仍能清晰区分。

图2 单色二重环介导等温扩增（LAMP）的特异性验证

在人工污染牛奶样品检测中，该技术展现出强大的抗干扰能力。即使在复杂乳基质中，阳性样本经LAMP扩增与光漂白处理后，量子点标记的单核细胞增生李斯特菌仍保持稳定荧光，而FAM标记的金黄色葡萄球菌荧光显著衰减，混合样本荧光强度介于两者之间，与标准品检测结果高度一致，证明其可满足实际食品样品的检测需求。

图3 人工污染牛奶样品中的单色二重环介导等温扩增（LAMP）检测

相较于传统技术，该方法优势显著：一是成本低，无需多通道荧光检测仪，仅需普通恒温设备与LED光源即可实现；二是速度快，从样品处理到结果判读全程约60分钟，较传统PCR检测缩短50%；三是可扩展性强，未来通过结合量子点颜色与引物熔解温度双参数，有望实现更多靶标的同步检测。研究团队指出，该技术不仅可用于食源致病菌检测，还可拓展至临床诊断、环境监测等领域的多重核酸分析。

图4 单色二重光漂白的可行性验证。检测时间从数小时缩短至约60分钟，其中光漂白处理仅需10分钟。这种高效特性使其特别适合现场快速筛查，为食品安全监管提供了实用工具。

不过，研究也提及当前技术存在的挑战，如量子点光漂白的不可逆性限制了信号再生，部分量子点核心成分的生物安全性仍需优化。后续团队将重点开发可降解量子点材料，并探索多参数联合检测策略，进一步提升技术的实用性与普适性，为食品安全快速检测技术的产业化应用奠定基础。

 参考文献：

Wang R, Xu Q, Liu N, et al. Quantum dots photobleaching-based monochrome multiplexing in loop-mediated isothermal amplification detection of foodborne pathogenic bacteria[J]. Talanta, 2025: 128636.