微流控 - SERS 联用技术实现食品中大肠杆菌超灵敏快速检测
发布时间：2026-03-13 浏览次数：37 分享：
食源性致病菌污染是全球公共卫生领域面临的严峻挑战，其中大肠杆菌作为最常见的食源性致病菌之一，其引发的食物中毒事件频发，严重威胁消费者健康。传统的微生物检测方法如培养法、酶联免疫吸附测定（ELISA）和聚合酶链反应（PCR）等，虽在实验室中广泛应用，但普遍存在操作复杂、耗时较长、依赖大型仪器或需要标记物等缺陷，难以满足食品生产、加工及流通环节中对快速、现场检测的迫切需求。因此，开发一种兼具高灵敏度、高特异性和便捷性的检测技术，对于保障食品安全具有重要意义。
针对这一技术瓶颈，研究团队提出了一种创新的微流控 - 表面增强拉曼光谱（SERS）检测平台，该平台的核心突破在于实现了银纳米颗粒（AgNPs）在微流控芯片内的原位合成，并将其与适配体识别技术相结合，成功应用于食品中大肠杆菌的快速、超灵敏检测。该平台巧妙设计了 Y 型蛇形微流控通道，不仅为银纳米颗粒的合成提供了精准可控的微环境，还能高效混合反应试剂，加速纳米颗粒的形成。更为关键的是，研究人员利用能特异性识别大肠杆菌的适配体作为引导分子，这些适配体预先与细菌表面结合，随后引导银离子在细菌周围还原并生长为银纳米颗粒。这种 “适配体引导的原位合成” 策略，使得增强信号的纳米颗粒能够直接在目标物表面形成，从而最大限度地放大了 SERS 信号，同时确保了检测的高特异性。
实验结果表明，该微流控 - SERS 平台展现出卓越的检测性能。其对大肠杆菌的检测限低至 1.1 CFU/mL，线性检测范围宽达 10² 至 10⁸ CFU/mL，这一灵敏度远超许多已报道的检测方法。在实际应用测试中，该平台对生菜样本中的大肠杆菌检测回收率达到 83% 至 125%，显示出良好的抗基质干扰能力和准确性。整个检测过程无需复杂的样品前处理和标记步骤，实现了真正的 “无标记” 检测，显著缩短了检测时间，为现场快速筛查提供了可能。
这项研究将微流控技术的微型化、自动化优势与 SERS 技术的高灵敏度、指纹识别特性完美融合，通过原位纳米颗粒合成和适配体靶向识别，构建了一个高效的病原体检测系统。该平台不仅解决了传统检测方法的诸多限制，为食品安全领域提供了一种极具潜力的新型检测工具，其设计理念还可拓展至其他食源性致病菌乃至环境污染物的检测，有望在更广泛的领域发挥重要作用，为保障公共健康和安全提供强有力的技术支撑。
参考文献：Jayan H, Zhou R, Zheng Y, et al. Microfluidic-SERS platform with in-situ nanoparticle synthesis for rapid E. coli detection in food[J]. Food Chemistry, 2025, 471: 142800.
来源：微生物安全与健康网，作者~徐礼龙。
