抛弃标记物！手机碰一碰：20分钟定量沙门氏菌的NFC免疫传感器
发布时间：2025-08-12 浏览次数：33 分享：
鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella Typhimurium）作为全球食源性疾病的主要致病菌之一，尤其在泰国频繁引发疫情，对公共卫生和食品安全构成严重威胁。传统检测方法（如培养法、PCR和ELISA）虽可靠，但依赖实验室设备、专业操作且耗时较长，难以满足现场快速筛查需求；而常规侧流免疫分析（LFIA）尽管便携，却因依赖标记物（如纳米金）导致成本高、步骤复杂，且灵敏度有限（>10³ CFU/mL）。为突破这些瓶颈，来自泰国朱拉隆功大学的Sudkate Chaiyo团队提出一种创新解决方案：通过开发无标记电化学侧流免疫传感器（LF-eLFIA），摒弃外源标记物，直接利用抗原-抗体结合对电子转移的阻碍效应产生信号，并集成NFC技术实现智能手机无线读值，最终构建兼具高灵敏性与现场适用性的检测平台。
主要研究方法：
该研究通过丝网印刷技术构建三电极系统（石墨烯工作/对电极，Ag/AgCl参比电极），在硝酸纤维素膜测试区直接固定鼠伤寒沙门氏菌抗体，利用抗原-抗体复合物阻碍电子转移的特性实现免标记检测；创新性采用铁氰化钾（Fe³⁺/Fe²⁺） 作为双功能探针，既作氧化还原信号源（通过差分脉冲伏安法在+0.3 V监测电流衰减），又兼作清洗剂去除基质干扰；进一步集成NFC芯片（SIC4341） 与智能手机终端，开发无线便携读值系统；最终在加标生鸡肉与蛋壳冲洗液中验证性能，通过回收率与交叉反应实验评估实际应用可靠性。
主要结果：
该研究开发的LF-eLFIA 在检测鼠伤寒沙门氏菌时展现出 0.93 CFU/mL的超高灵敏度（接近单细胞水平），线性检测范围达 1–10⁴ CFU/mL（R²=0.9841）；实际应用于生鸡肉和蛋壳样本时，加标回收率为 95.6–117.1%（RSD <3%），且对非目标病原体（如大肠杆菌）无交叉反应；通过集成NFC智能手机系统，可在20分钟内完成便携检测，与商用设备性能一致；传感器在 4℃储存4个月 后信号保留率仍 >80%，证实其适用于现场快速筛查。
图1 检测机制与流体动力学：(C) BB染料（蓝）与Fe探针（黄）流动时序；(D) BB/Fe电流信号变化；(E) DPV信号随时间演变
图2 免标记信号响应：(A) 无抗体基线信号；(B) 抗体层信号衰减；(C-D) 抗原结合后电流进一步降低（ΔI定量）
图3 NFC手机集成性能：(A) 硬件组成（试纸条+NFC芯片+手机界面）；(B) NFC系统DPV响应与线性范围（R²=0.9893）
局限性与展望：
1）系统兼容性：NFC功能目前仅支持安卓手机（iOS受20秒通信限制）；
2）试剂优化：未来可冻干Fe试剂以提升运输稳定性；
3）应用扩展：可适配其他病原体检测（如医疗、环境监测）。
文献链接：https://doi.org/10.1016/j.snb.2025.138003
来源：微生物安全与健康网，作者~黄玲。
