近日，永利6774app手机版官网陳穎教授課題組在食源性緻病菌的檢測方面取得重要研究進展，相關研究成果以題為“Hybrid recognition-enabled ratiometric electrochemical sensing of Staphylococcusaureus via in-situ growth of MOF/Ti3C2TX-MXene and a self-reporting bacterial imprinted polymer”的學術論文發表于食品科學領域國際著名期刊Food Chemistry（IF=8.5，中科院一區Top期刊）上。永利6774app手机版官网永利6774app手机版官网碩士研究生劉洋為論文第一作者，陳穎教授為論文通訊作者。該研究受國家自然科學基金（21605007）和湖北省自然科學基金（2023AFB906）項目的資助。
成果簡介
食品安全一直是全球關注的焦點，尤其是食品中的細菌污染問題。金黃色葡萄球菌(S. aureus)是一種廣泛存在的病原體，約占微生物食物中毒事件的25%。快速有效地分析食源性細菌對預防和控制各類細菌感染至關重要。傳統的培養方法通常受到靈敏度有限和檢測周期長的限制。免疫學檢測和分子生物學檢測等無需培養的方法在省時和提高靈敏度方面具有一定優勢，但仍存在樣品預處理複雜、成本高以及操作技術要求較高等問題。因此，建立一種低成本、快速的緻病菌無損分析方法對于确保食品安全和診斷細菌感染具有重要意義。
本研究提出了一種基于比率電化學傳感技術的新型檢測方法，用于快速檢測食品中的金黃色葡萄球菌。研究團隊首先合成了一種自報告分子印迹聚合物(MIP)作為内參探針(IR)，并在過渡金屬碳氮化物(Ti3C2Tx-MXene)上原位生長金屬有機框架材料(MOF)，繼而修飾亞甲基藍和萬古黴素(Van)，形成信号納米探針(SP)。該方法通過混合識别機制，利用MIIP@Apt(aptamer-integrated MIP)高效捕獲金黃色葡萄球菌，随後與SP結合形成三明治結構。當金黃色葡萄球菌存在時，IR的電流響應(IIR)降低，而SP的電流強度(ISP)增加，通過計算ISP與IIR的比值，實現對金黃色葡萄球菌的定量檢測。實驗結果顯示， 該生物傳感器具有廣泛的檢測範圍(10 ~ 108 CFU mL-1)和低至1.2 CFU mL-1的檢測限。此外，該方法在複雜樣品中的應用也顯示出良好的可行性，表明其在食品分析中的潛在應用價值。
研究亮點
· 本研究結合自報告MIP與原位合成MOF/MXene SP，構建了新型比率電化學傳感平台，并首次提出了目标物的三重受體協同識别機制。
· 該方法提高了檢測靈敏度和準确性，顯著縮短了分析時間，為食品中金黃色葡萄球菌的快速檢測提供了新的技術手段。
· 該研究能實現對一倍稀釋複雜樣品的直接檢測，對于食品安全領域的技術進步具有重要意義，有望應用于食品生産和檢測環節，有效預防和控制食源性細菌感染，保障公衆健康。
圖文賞析
圖1. 實驗方案圖
圖2. Ti3C2TX Mxene和MIL/Ti3C2TX的SEM及EDS圖像
圖3. Ti3C2TX、MIL 和 MIL/Ti3C2TX的FTIR、XRD及XPS譜圖和Zeta電位
圖4. 可行性研究
圖5. 穩定性研究
圖6. 靈敏性研究
圖7. 選擇性研究
原文鍊接
https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.141496
