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《合肥工业大学：基于“噪声净化器”的超灵敏智能手机辅助双色比率荧光传感平台用于食品中致病菌的即时检测》

  • 来源专题：食品安全与健康
  • 编译者： 王晓梅
  • 发布时间：2025-02-11

  • 基于“噪声净化器”的超灵敏智能手机辅助双色比率荧光传感平台，用于食品中致病菌的即时检测


    2024年7月15日，合肥工业大学和广东省科学院吴清平院士团队Lulu Cao及通讯作者Yingwang Ye、Qingping Wu院士在国际期刊《Food Chemistry》（JCR一区，IF2023=8.5）发表了题为“An ultrasensitive smartphone-assisted bicolor-ratiometric fluorescence sensing platform based on a “noise purifier” for point-of-care testing of pathogenic bacteria in food”（基于“噪声净化器”的超灵敏智能手机辅助双色比率荧光传感平台，用于食品中致病菌的即时检测）的研究论文。

    摘要

    本文开发了一种基于“噪声净化器”的双模式荧光共振能量转移（FRET）传感平台，用于超灵敏检测食品中的大肠杆菌O157。该系统利用修饰的石墨烯量子点（N,S-GQDs@PMB）作为供体，修饰的碳量子点（Y-CDs@Apt）作为受体，以磁性多壁碳纳米管（Fe@MWCNTs）为“噪声净化器”去除荧光背景干扰。该平台通过智能手机进行便携检测，显著提高了检测灵敏度，可实现对真实样本中病原菌的定量检测。


    引言

    大肠杆菌O157作为常见的食源性致病菌，其感染可导致严重的健康风险，因而需要灵敏度高且操作简便的检测方法。传统的PCR等检测方法存在操作繁琐、成本高等缺点。基于智能手机的POCT（现场检测）平台因其便携性、实时性和高灵敏度受到关注，但现有单一波长荧光检测容易受到非特异性结合的背景信号干扰。本研究创新性地利用Fe@MWCNTs作为“噪声净化器”，结合双模式荧光检测以提高信噪比，实现了食品中大肠杆菌O157的精准检测。


    研究内容

    （1）传感器的构建与表征：通过修饰的N,S共掺杂石墨烯量子点（N,S-GQDs@PMB）和碳量子点（Y-CDs@Apt）构建FRET检测系统。Fe@MWCNTs作为“噪声净化器”以降低背景干扰，从而提高传感器的信噪比。传感器的双荧光信号依赖于目标菌的浓度，并利用智能手机进行现场颜色分析。

    （2）检测性能测试：实验在不同浓度的大肠杆菌O157样本中验证了平台的灵敏度和特异性。检测范围从101到107 CFU/mL，检测限为4.45 CFU/mL。该系统在牛奶、饮用水和牛肉样本中的回收率达到91%-104%，显示了其在复杂食品基质中的适用性。


    结论与展望

    该研究开发的基于“噪声净化器”的传感平台通过智能手机辅助检测实现了大肠杆菌O157的高灵敏度、现场定量检测。该平台在食品病原菌检测方面展示出广泛的应用潜力，未来可拓展用于其他革兰氏阴性菌的检测，推动食品安全监测技术的进步。


    图文赏析


    原文链接：

    https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0308814624004540?via%3Dihub





  • 原文来源：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0308814624004540?via%3Dihub
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