用噬菌体“抓菌”，让磁性纳米酶“显色”：一种同时检测两种致病菌的三线LFA技术

沙门氏菌属和志贺氏菌属是全球重要的食源性致病菌，在多种食品和水产品中均有检出，对人类健康构成显著风险。在沙门氏菌的众多血清型中，鼠伤寒沙门氏菌是分布最广、研究最为充分的一类。志贺氏菌被认为是导致细菌性腹泻的重要病原之一，尤其在发展中国家具有较高的疾病负担。此外，这两种细菌经常在水产品中被同时检出，而目前仍缺乏一种能够以简单、快速且低成本方式同时检测这两种病原体的方法。

基于此背景，本研究开发了一种基于噬菌体和磁性纳米酶的三线侧向层析分析（LFA）生物传感器。该三线LFA包括质控线（C线）以及两条分别特异性识别鼠伤寒沙门氏菌和志贺氏菌的T1和T2线。系统的整体检测流程可概括为：（1）将甘露糖修饰的磁性纳米颗粒（Man-sFe₃O₄ NPs）与待测样品充分孵育，使其通过甘露糖与细菌表面受体的特异性相互作用与目标菌结合，形成“纳米颗粒–细菌”复合物；（2）在外加磁场作用下对复合物进行富集与分离，从复杂样品基质中去除干扰物；（3）将富集后的复合物滴加至试纸条样品垫，在毛细力驱动下沿NC膜迁移，并依次经过质控线和两条检测线；（4）加入显色底物体系，在磁性纳米颗粒过氧化物酶样活性的催化下生成肉眼可识别的蓝色显色信号，并通过图像分析软件ImageJ对各检测线的信号强度进行定量分析（图1）。

该传感器针对2种目标菌最低检测限可低至10 CFU/mL（半定量），且T线信号强度随细菌浓度升高呈良好的剂量依赖关系。通过对T线颜色强度进行图像分析并建立标准曲线，鼠伤寒沙门氏菌在10–10³CFU/mL、志贺氏菌在10–10⁵CFU/mL范围内均表现出良好的线性拟合关系，表明该三线LFA不仅适用于快速定性筛查，也具备一定的定量分析潜力。同时，在非靶菌及混合菌条件下，传感器仍保持较高特异性和抗干扰能力，验证了其在复杂样本中对双靶标同时检测的可行性（图2）。进一步，通过加标样本评估其在水产品基质中的检测可靠性，作者选取鱿鱼肉、海带、牛蛙肉和蛤蜊肉等样本进行处理后，分别加入已知浓度的鼠伤寒沙门氏菌与志贺氏菌开展回收实验。结果显示，样本中的最低可检浓度分别为1.40×10¹ CFU/mL（鼠伤寒沙门氏菌）和1.41×10¹ CFU/mL（志贺氏菌），总体回收率为96.6%–102.3%，且RSD均低于20%（表1），提示该方法在复杂食品基质中仍具有较好的准确性与重复性，具备进一步面向实际样本应用的潜力。

本研究构建噬菌体三线LFA用于鼠伤寒沙门氏菌与志贺氏菌双靶标快速筛查，通过磁性纳米颗粒磁富集降低复杂食品基质干扰，并引入DEPDA催化显色体系放大T线信号（图3），从而实现对真实样本的快速检测与较高灵敏度。其局限在于探针对部分非靶菌仍可能发生非特异吸附，且对S. enteritidis存在一定弱交叉反应，后续仍需在更广泛样本与场景下进一步验证与完善。

图1  LFA生物传感器的双重检测原理。

图2  三线LFA传感器的性能评估。(A) 三线LFA用于灵敏度测试的代表性显色结果。(B) T1线信号强度与鼠伤寒沙门氏菌浓度的校准曲线。(C) T2线信号强度与志贺氏菌浓度的校准曲线。(D) 三线LFA捕获元件（噬菌体ZBSTP8与噬菌体ZBSTP12）的特异性与抗干扰性分析。(E) 磁探针在真实样本基质中的细菌富集及磁分离性能验证。

图3  Man-sFe3O4（磁性纳米酶探针）的催化显色性能。(A) DEPDA显色体系：(a) 显色反应原理；(b) 以TMB与DEPDA为底物的催化灵敏度对比。(B) 显色体系的光密度（OD）测定结果。

表1  水产品中LFA生物传感器的检测应用

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.microc.2025.115088