检测抑菌双功能！厦门大学研发新型纳米探针 22 分钟精准筛查食源性致命致病菌

食源性致病菌污染是威胁公众健康的重要隐患，其中大肠杆菌 O157:H7 致病性极强，仅需 10-100 个菌体即可引发感染，轻则导致出血性肠炎，重则诱发溶血性尿毒综合征等致命病症，在乳制品、肉类等食品中隐匿性强、传播风险高。长期以来，传统致病菌检测依赖平板培养，耗时 3-4 天，无法满足现场快速筛查需求；常规快速检测方法易受食品中蛋白质、脂肪等复杂基质干扰，且仅能实现检测单一功能，难以同步完成致病菌控制。针对这些行业痛点，厦门大学科研团队成功研发出氧化亚铜包银（Cu₂O@Ag）多功能纳米探针，打造出集超灵敏检测与高效抑菌于一体的一体化平台，为食源性致病菌的快速筛查与精准防控提供了全新解决方案。

该研究的核心创新在于构建了 Cu₂O@Ag 核壳结构纳米材料，突破了传统检测材料功能单一、性能不足的局限。氧化亚铜作为绿色经济、稳定性强的半导体材料，与表面均匀负载的银纳米颗粒形成双重协同效应：在光学性能上，二者之间的电荷转移作用大幅增强局域电磁场，让表面增强拉曼光谱信号实现数量级放大，解决了传统半导体材料信号增强效果弱的问题；在功能应用上，氧化亚铜本身具备优异抗菌活性，与银纳米颗粒结合后产生协同抑菌作用，让探针同时拥有 “精准检测” 和 “高效抑菌” 两大核心能力，实现检测与防控一步完成。

图 1：Cu₂O@Ag 纳米探针的合成、形貌、光学性质及电磁场增强效果表征

 基于这款多功能纳米探针，团队搭建了三明治结构免疫检测平台，并结合磁性纳米材料富集技术，有效破解复杂食品基质的干扰难题。通过特异性抗体精准靶向识别大肠杆菌 O157:H7，搭配拉曼报告分子实现信号定量输出，整个检测流程无需复杂的样品前处理，仅需 22 分钟即可完成检测。实验数据显示，该检测平台实现了单菌体级别的超灵敏检测，检测限低至 1 CFU/mL，在 1-10⁴ CFU/mL 浓度范围内呈现良好线性响应，同时对副溶血性弧菌、伤寒沙门氏菌、金黄色葡萄球菌等常见致病菌无交叉反应，特异性表现优异。

图 2：SERS 检测体系中拉曼分子、抗体用量及孵育时间等关键条件优化

 在实际食品应用测试中，研究团队选取多款市售牛奶样品开展验证。结果表明，牛奶中的蛋白质、脂肪、矿物质等基质成分，对检测信号几乎无干扰，不同品牌、不同批次的牛奶样品检测结果一致性极高，多组重复实验的信号偏差极小，稳定性和重现性完全满足食品安全现场快速检测的要求，适配基层监管、食品生产企业自检、流通环节筛查等多种场景。

图 3：SERS 平台对大肠杆菌 O157:H7 的检测线性、重现性与特异性验证

 除了卓越的检测性能，Cu₂O@Ag 纳米探针的抗菌效果同样突出。体外抗菌实验证实，该纳米材料对大肠杆菌 O157:H7 的最低抑菌浓度为 62.5 μg/mL，对金黄色葡萄球菌为 125 μg/mL，抗菌效果显著优于单一的氧化亚铜或银纳米颗粒。其抗菌机制源于两种材料协同诱导产生大量活性氧，直接破坏细菌细胞壁与细胞膜，导致菌体裂解死亡，且不易诱发细菌耐药性，兼具高效性与安全性。

这款集快速检测、超灵敏识别、高效抑菌于一体的多功能纳米探针，成功解决了食源性致病菌检测慢、抗干扰差、功能单一的核心痛点。其制备工艺简便、成本可控，可广泛应用于乳制品、肉制品、生鲜农产品等食品的安全筛查，不仅为食品安全现场监管提供了硬核技术支撑，也为多功能抗菌检测一体化材料的研发提供了全新思路。未来，该技术可进一步拓展检测范围，覆盖更多常见食源性致病菌，推动便携式快速检测设备的研发与落地，为守护食品安全、保障公众健康筑牢坚实防线。

参考文献：Jiang H, Wang Y Q, Cheng H, et al. Multifunctional Cu2O@ Ag probe for ultra-sensitive SERS detection and inhibition of Escherichia coli O157: H7[J]. Food Chemistry, 2026: 149293.