食源性疾病嚴重威脅全球公眾健康和經濟發展。據世界衛生組織數據，每年有 6 億人感染食源性病原體，近 50 萬人因此喪命。傳統檢測方法，如平板培養和聚合酶鏈反應，存在耗時久、勞動強度大、靈敏度低等缺陷，難以滿足快速精準檢測的需求。
新型生物傳感器 MDC@N-MMCNs 巧妙地將抗菌肽（MDC）與具有類過氧化物酶活性的介孔碳（N-MMCNs）相結合。其中，MDC 能精準識別細菌，N-MMCNs 不僅提供穩定的底物結合位點，還具備高效的類酶催化活性。通過一系列復雜而精細的制備流程，科研人員成功合成了 MDC@N-MMCNs，并利用多種技術對其進行全面表征，證實了該傳感器的成功構建。
圖 1：從多方面表征 MDC@N-MMCNs，展示其元素組成、磁性、熱穩定性、化學結構等特性及 MDC 負載率。
實驗數據顯示，MDC@N-MMCNs 性能卓越。它對多種食源性病原體，如鼠傷寒沙門氏菌、大腸桿菌、熒光假單胞菌和金黃色葡萄球菌，具有強大的檢測能力，光譜檢測限低至 101CFU/mL，肉眼可視檢測限低至 102CFU/mL。同時，它對益生菌幾乎無殺菌作用，能有效排除干擾，展現出高度的特異性。在穩定性方面，即使儲存 60 天，其過氧化物酶活性仍能保持初始值的 91.38%。此外，該傳感器的細菌捕獲率高達 93.73%±3.30%，能高效富集和清除細菌。
圖 2：對比 N-MMCNs 和 MDC@N-MMCNs 的過氧化物酶活性，顯示 MDC@N-MMCNs 穩定性及細菌富集、殺菌效果。
圖 3：呈現經 MDC@N-MMCNs 處理后不同濃度鼠傷寒沙門氏菌的活力變化，體現其富集和殺菌能力。
圖 4：證實 MDC@N-MMCNs 比色傳感器對食源性病原體檢測的特異性，且在牛奶基質中檢測效果良好。
為了實現更便捷的檢測，科研團隊將 MDC@N-MMCNs 與紙質傳感器和智能手機 APP 集成。紙質傳感器成本低廉、操作簡單，智能手機 APP 則賦予其定量監測的能力。檢測時，只需將食源性病原體與 MDC@N-MMCNs 孵育，利用外部磁場分離后涂在試紙基上，加入過氧化氫顯色，再用手機拍照，通過 APP 分析顏色信號，就能快速得出細菌濃度。整個過程操作簡便，檢測限低，且無需昂貴儀器。
圖 5：介紹基于 MDC@N-MMCNs 的紙基傳感器應用，包括材料選擇、檢測限及智能手機輔助檢測流程。
MDC@N-MMCNs 生物傳感器在食品安全監測領域潛力巨大。它特別適用于資源有限的環境或現場快速檢測場景，為保障食品安全、降低食源性疾病發生率提供了有力支持，有望推動食品安全檢測技術的革新與發展。
參考文獻：Sun S, Feng Y, Li H, et al. A novel biosensor MDC@ N-MMCNs to selective detection and elimination of foodborne bacterial pathogens[J]. Analytica Chimica Acta, 2025: 344008.
來源：微生物安全與健康網，作者~徐禮龍。
