沙门氏菌(Salmonella)是肠杆菌科沙门氏菌属的革兰氏阴性兼性厌氧杆菌,为全球分布最广泛、危害最严重的人畜共患食源性致病菌之一,也是公共卫生、食品安全与动物疫病防控领域的重点研究对象。该菌宿主谱广,可长期定植于人类、畜禽、宠物及野生动物肠道,通过污染肉、蛋、奶、水产与蔬菜等食材经消化道传播,具备隐蔽性强、易引发聚集性感染的流行特征。
本研究由江南大学团队开发了一种便携式、基于重组酶聚合酶扩增(RPA)技术的双模式(比色/荧光)侧流层析试纸条传感器,用于在生菜和牛奶样本中实现沙门氏菌的现场即时检测。
核心原理与技术
1.靶标基因:选择沙门氏菌高度特异且保守的fimY基因作为检测靶标。
2.核酸扩增:设计并优化了针对fimY基因的RPA引物,并在5‘端分别标记生物素和FAM荧光基团。RPA反应可在室温(25°C)下快速(15分钟)富集目标基因片段。
其中,使用了沃博生物warbio的产品,DNA恒温快速扩增试剂盒(DNA试纸条型),货号B8203C5.

3.检测机制:扩增产物(两端分别带有生物素和FAM的双链DNA)与试纸条上的AuNPs@FAM抗体探针结合。在层析过程中:
o阳性样本:生物素端被试纸条检测线(T线) 上固定的链霉亲和素捕获,形成“链霉亲和素-扩增产物-AuNPs@FAM抗体”三明治复合物,在T线产生信号。
o阴性样本:无此复合物形成,T线无信号。
o质控线(C线):无论样本阴阳性,AuNPs@FAM抗体探针均会被C线上的二抗捕获,确保检测过程有效。

双模式信号读取
1.比色模式:通过肉眼观察T线是否出现酒红色的金纳米颗粒聚集带进行定性判断。使用智能手机拍照,并通过ImageJ软件分析T线与C线的灰度强度比值进行半定量分析。
2.荧光模式:在紫外灯(365 nm)照射下,T线上的FAM基团发出绿色荧光。使用智能手机捕获荧光图像,并通过ImageJ分析平均荧光强度进行定量分析。
3.优势:双模式设计实现了视觉初筛与仪器精确定量的结合,并通过信号交叉验证,有效降低了假阴/假阳性风险。
性能指标
1.灵敏度与线性范围:
o比色模式:检测限为10 CFU/mL,线性范围为10² 至 10⁶ CFU/mL。
o荧光模式:检测限为1 CFU/mL,线性范围为10¹ 至 10⁶ CFU/mL。
2.特异性:对沙门氏菌表现出优异特异性,在高达10倍浓度的其他食源性致病菌存在下无交叉反应。
3.实际样本检测:在人工污染的灭菌生菜和牛奶样本中进行了验证。
o回收率:比色模式为90.6%-109.4%,荧光模式为91.3%-107.4%。
o精密度:相对标准偏差(RSD)均低于6.5%,表明方法可靠。
4.检测时间:从样本处理到结果读出,总时间约25分钟(核酸提取5分钟,RPA反应15分钟,层析读数5-10分钟)。
方法优势
1.高灵敏度与宽线性范围:尤其荧光模式达到1 CFU/mL的极低检测限。
2.快速便携:整个检测过程无需复杂仪器,RPA在室温进行,适合现场检测。
3.操作简便:结果可通过肉眼初步判断,定量分析仅需智能手机和免费软件。
4.成本效益高:避免了昂贵的温控设备和专业操作人员。
总结
本研究成功构建了一种集RPA扩增与双模式侧流层析检测于一体的传感器,为食品中沙门氏菌的现场、快速、超灵敏检测提供了有效方案。该方法符合即时检测的发展需求,并具有通过更换特异性引物和靶标序列,推广至其他食源性病原体检测的潜力。
原文链接:10.1016/j.foodchem.2025.144058
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