基于核酸适配体的生物传感技术检测食源性致病菌研究进展

食品供应的全球化导致食源性疾病传播快、分布广,严重威胁人类健康。病原检测需要特异性强和灵敏度高的方法。核酸适配体是可以识别并与多种类型靶标分子的单链DNA或RNA。基于核酸适配体的生物传感器特异性好、灵敏度高、易储存。为食源性致病菌快速检测提供了新的方法。本文介绍了核酸适配体的特点和筛选技术,综述了基于适配体的电化学、比色、荧光、表面增强拉曼散射和质量生物传感器技术的基本原理及其在食源性致病菌检测中的应用,以期为开发高效、精准检测食源致病菌技术提供参考。     

核酸适配体在金黄色葡萄球菌检测中的应用进展

金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）是一种重要的食源性致病菌,快速检测方法的开发对于防控该菌引发的食源性疾病具有重要意义。生物识别物是快速检测的核心,核酸适配体作为新兴的生物识别物,与靶标分子有高度的亲和力及特异性,且易于人工合成和修饰,在食源性致病菌的检测方面具有较大的潜力和优势。本文综述了核酸适配体的筛选技术及其在金黄色葡萄球菌分离富集和快速检测中的应用进展,以期为食源性致病菌新型检测方法的开发和实际应用拓宽思路。     

核酸适配体生物传感器在食源性致病菌检测中的应用

核酸适配体是一小段经体外筛选得到的寡核苷酸序列,因具备易合成、易修饰、特异性强、稳定性高且广泛结合各种靶标分子等优点受到广泛关注。文章综述了近几年核酸适配体在食源性致病菌检测的研究进展,介绍了核酸适配体的筛选和作用原理,列举了已经筛选获得的食源性致病菌适配体,总结了9种适配体生物传感器在食源性致病菌检测中的应用,提出了目前该技术仍存在的问题,并展望了核酸适配体生物传感器在食源性致病菌检测领域的未来发展趋势。     

核酸适配体在食源性致病菌检测中应用的研究进展

核酸适配体(aptamer)是经体外筛选可特异性识别并结合靶分子的寡核苷酸片段(单链DNA/RNA序列),具有高特异性、高灵敏度、高亲和力及易于修饰等优点,已在食源性致病菌检测领域得到应用。本文主要对核酸适配体筛选技术分类以及纳米金适配体技术、荧光适配体技术、电化学适配体技术、流式细胞适配体技术和表面增强拉曼适配体技术在食源性致病菌检测中的应用作简要综述。     

金属硫化物光电传感器在食源性致病菌检测中研究进展

食源性致病菌是引发食物中毒的重要因素之一,对人类健康构成了严重威胁。食源性致病菌检测是一项非常艰巨的任务。传统生化检测、分子生物学检测等技术不仅费时费力,检测周期长,而且需要昂贵的设备。因此,需要开发一种具有快速、低成本和高灵敏度特性的食源性致病菌传感器检测技术,以此减少食源性疾病的暴发。光电传感器因其具有精度高、响应快、结构简单等优点在食品安全检测领域受到广泛关注。光电传感器是利用材料的光电性质,将光信号转换为电信号,从而实现对特定分析物高灵敏度检测的装置。金属硫化物纳米材料因其优异的光学性能、可调节的发射波长等独特的优点被广泛应用于光电传感器中。本文主要介绍了金属硫化物纳米材料的分类、合成方法以及金属硫化物光电传感器对不同食源性致病菌的检测应用。最后,讨论了该技术在实际应用的挑战和未来展望,为现场快速有效地检测食源性致病菌提供了有价值的参考。     

基于量子点的食源性致病菌快速检测方法研究进展

建立快速、灵敏、高效的检测方法有利于预防和控制食源性致病菌污染,对食品安全具有重要意义。量子点是新颖的荧光纳米晶体,具有独特的光学特性,如量子产率高、光稳定性好、斯托克斯位移大、激发光谱宽、发射光谱窄等,这些优点使其成为理想的生物探针。基于量子点的食源性致病菌快速检测方法包括:量子点免疫标记、免疫磁珠分离-量子点多重荧光免疫分析、适配体-磁珠和量子点夹心分析、基于荧光量子点的"三明治"模式抗体阵列、量子点免疫层析试纸条、量子点生物传感、量子点标记流式细胞术等。随着量子点合成工艺的不断改进以及量子点与免疫分析、适配体分析、生物传感等检测方法的结合,将会为人们提供更多快速、灵敏、高效的检测方法,在食源性致病菌检测领域将会有更广阔的应用前景。     

荧光纳米材料在食源性致病菌检测方面的应用进展

食源性致病菌是威胁人类健康的重要因素,严重威胁人类健康和社会经济。食源性致病菌的高效快速检测是其有效防治的基础。荧光纳米材料具有尺寸小、荧光性强、光稳定性好和生物相容性高等特性,可与各种检测方法结合,近年来在食源性致病菌检测方面的应用越来越广泛。该文对量子点、上转换纳米颗粒、金属纳米簇和碳点4种纳米材料在食源性致病菌检测方面的研究和应用进行综述,以期为食源性致病菌的快速检测提供参考。     

基于纳米材料的电化学适配体传感器在食品重金属检测中的研究进展

重金属是食品和环境中的一类剧毒污染物,易引起食源性疾病,对人体造成不可逆损伤。传统的检测方法耗时长、成本高,因此迫切需要开发食品中重金属的快速检测技术。基于纳米材料的电化学适配体传感器具有快速、高灵敏度、特异性强等优点,在重金属快速检测领域具有广阔的应用前景。本文总结了金属纳米材料（如金纳米粒子）、金属氧化物（Fe₃O₄纳米颗粒）、碳纳米材料（如碳纳米管、石墨烯）等材料的性质,并对基于纳米材料的电化学适配体传感器在重金属（主要是Pb2+、Hg2+、As3+、Cd2+）检测中的应用进行了综述,以期为重金属检测相关研究提供参考和启发。     

食源性致病菌快速检测技术研究进展

食源性致病菌是引发食源性疾病的主要因素,如何有效地检测出食源性致病菌的存在是食源性疾病预防与控制的关键环节。本文较为系统地介绍了利用免疫学、代谢学、分子生物学和生物传感器等技术手段快速检测食源性致病菌的方法,其中免疫学技术由于快速简便和低操作要求等特点便于目前的普及,而分子生物学方法则是致病菌检测的主要发展方向。     

荧光纳米材料在食源性致病菌检测中的应用研究进展

食源性致病菌与人类健康密切相关,食源性疾病爆发造成的社会经济损失不可估量。荧光纳米材料具有小尺寸效应、独特的荧光性能以及可以与各种类型检测方法相结合对食源性致病菌进行检测的特性,使得其在近几年来发展迅速。可用于食品安全领域的荧光纳米材料主要有量子点(quantum dots)、复合荧光二氧化硅纳米颗粒(the compact fluorescent silica nanoparticles)、金纳米簇(gold nanoclusters)和碳量子点(carbon quantum dots)4种。本文主要综述了这4种不同荧光纳米材料的特点及优势、荧光颗粒制备方法及在食源性致病菌检测领域的应用。     

Nanomaterial‐based biosensors for sensing key foodborne pathogens: Advances from recent decades

Foodborne pathogen contamination has become a severe threat to human health. Traditional methods for foodborne pathogen detection have several disadvantages, including long detection time, low sensitivity, and low selectivity. The emergence of multiple excellent nanomaterials enables the construction of novel biosensors for foodborne pathogen detection. Based on the outstanding properties of nanomaterials, the novel biosensors possess the advantages of sensitivity, specificity, rapidity, accuracy, and simplicity. The present review comprehensively summarizes the advanced biosensors, including electrochemical, colorimetric, fluorescent, and surface enhanced Raman scattering biosensors for sensing key foodborne pathogens in recent decades. Furthermore, several issues are identified for further exploration, and possible directions for the development of biosensors are discussed.     

金纳米粒子在食源性病原体检测中的应用研究进展

近年来,由食源性病原体污染食物导致中毒或死亡事件在全球频发,食源性病原体引起的疾病已成为危害人类健康的头号杀手,亟需开发快速、准确且灵敏的食源性病原体检测方法用于日常的食源疫情监测和预防食源性疾病暴发。金纳米粒子凭借其小尺寸、表面积大、高反应活性及易于与其他传统检测方法相结合等优势成为食品安全检测领域的研究热点。本文在总结了金纳米粒子的理化性质、制备的基础上,重点综述了基于金纳米粒子的免疫标记技术在食源性病原体检测方面的应用,主要涉及免疫层析技术、比色法、生物传感器的制备和探针技术等的最新研究进展,并对未来研究方向进行了展望,以期为临床样本或食物中的食源性病原体检测快速化、准确化提供理论依据。     

聚集诱导发光型荧光探针在食品中致病菌检测中的应用研究进展

食品安全事件中,食源性致病菌污染是造成群体性中毒、食源性疾病、大规模食品货物召回等的重要原因。食源性致病菌可能在食品加工或流通的任何一个环节进入到食品中,因而在食品生产、加工、包装、运输、销售整个环节中,食源性致病菌的检测都至关重要。近年来,聚集诱导发光(aggregation-induced emission,AIE)型荧光探针由于其高效的荧光效率和光稳定性、分子结构设计多样、检测模式灵活,在食品安全领域致病菌快速检测中展现出了巨大的优势,为食品中致病菌的检测、鉴别、鉴定等提供了一个优异的解决方案。本文从AIE探针的设计、检测效率、检测模式等方面综述了AIE型荧光探针在致病菌检测方面的研究进展,讨论了其在食品安全快速检测中的优势和应用前景,为食品安全快速检测场景下快速检测技术的开发及应用提供参考。     

纳米材料在食源性致病菌检测的研究进展

食品安全问题已经成为全球研究热点问题之一,其中由食源性致病菌引起的食源性疾病频发,对公众健康和财产造成重大的影响。近年来,人们的食品安全意识呈显著增强趋势,食源性致病菌引起的食品安全问题引起了广泛关注。纳米材料具有高灵敏度、高选择性、便携性和低成本等优点,越来越广泛地应用于食源性致病菌的检测,逐渐能够取代传统的检测方式。因此,本文结合近些年国内外的纳米材料在食源性致病菌检测中的研究,综述了不同类型的纳米材料用于检测食源性致病菌的检测原理及其应用。此外,本文讨论了该领域中的研究挑战和前景,以期为今后食品安全提供保障,及时发现不合格、不健康、不安全的食品中的食源性致病菌。     

噬菌体裂解酶结构特征、重组策略及其在控制食源性致病菌中的应用

持续的全球食源性疾病和耐药细菌的广泛流行,对食品安全和人类健康造成了极大的威胁,迫切需要研发新型杀菌、控菌技术。噬菌体裂解酶是大部分裂性噬菌体在裂解期释放一种活性蛋白,能够有效裂解宿主细胞壁,已被证明可应用于食品供应链的各个环节中控制食源性致病菌风险。天然噬菌体裂解酶具有高度的宿主特异性和强烈的裂解活性,能破坏细菌生物被膜,而且具备绿色安全、不易产生耐药等优势。同时,噬菌体裂解酶具有模块化结构特点,运用蛋白质工程技术将其重组,可增强其裂解活性、提高稳定性以及靶向性。本综述系统地描述了噬菌体裂解酶的模块化结构特征及作用位点,讨论了噬菌体裂解酶的重组策略和方法,总结了天然噬菌体裂解酶在控制食源性致病菌方面的应用进展,并对噬菌体裂解酶在食品工业中的应用进行了展望,以期为食源性致病菌及其耐药性的有效控制提供一种行之有效的新策略。     

CRISPR-Cas12a在食源性致病菌检测中的应用

食源性致病菌快速检测方法对食源性疾病的高效预防和控制具有重要意义。CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)及相关蛋白(CRISPR-associated protein, Cas)构成的CRISPR-Cas系统是一种强大的基因编辑工具, 基于其对靶标核酸的特异性识别及切割活性, 应用于食源性致病菌检测中, 已成为快速检测方法研究的热点。CRISPR-Cas12a检测技术具有特异性强、灵敏性高的优点, 在食源性致病菌的检测中有着巨大的应用前景。本文主要介绍了CRISPR-Cas12a的作用机制, 重点综述了CRISPR-Cas12a结合多种核酸扩增技术在食源性致病菌检测中的研究进展, 进一步讨论了CRISPR-Cas12a在致病菌检测中存在的问题和不足, 对未来的研究前景进行了展望, 以期为更好地开发准确、快速灵敏的食源性致病菌检测技术提供参考和依据。     

等温扩增技术在食源性致病菌检测中的研究进展

食源性致病菌污染是影响食品质量安全的重要因素之一,加强食源性致病菌的检测力度对于保证食品安全以及预防食源性疾病至关重要。基于核酸的分子检测技术较传统的培养方法相比,更加快速、灵敏、高效。等温扩增技术以反应条件简单等优点逐渐替代变温扩增技术。该文简述了环介导等温扩增、链替代等温扩增、单引物等温扩增、滚环等温扩增以及跨越式滚环等温扩增5种技术的研究进展及其在食源性致病菌快速检测方面的应用,指出了等温扩增反应存在的共性问题,并提出解决措施。此外,还对这5种等温扩增技术进行比较分析,为食源性致病菌的现场快速检测与筛查提供参考依据。     

食源性致病菌的检测方法及其发展趋势

食品安全十分重要,食源性致病菌引起的疾病是食品安全与人体健康的第一大敌。本文从传统微生物方法、免疫学方法、核酸方法和物理/化学特征方法 4个方面分析了近年来主要的食源性致病菌检测方法的检测原理、优缺点及应用进展,发现在广大条件有限的基层,快速筛查食源性致病菌领域仍有较大的空白。并对生物传感器技术的现状、存在的问题及未来的研究方向进行了总结及展望。提出了可行的改进方案以填补这一空白,从而更好地保障食品安全。     

Bacterial pathogen detection by conventional culture‐based and recent alternative (polymerase chain reaction,isothermal amplification,enzyme linked immunosorbent assay,bacteriophage amplification,and gold nanoparticle aggregation) methods in food samples: A review

The rapid, sensitive, and selective detection of foodborne pathogens is important to ensure food safety. Culture medium‐based methods for bacteria detection have long been used since Robert Koch's first finding. These methods are simple and cheap but have limitations, such as being time‐consuming, labor‐intensive, and having low selectivity. In this regard, several alternative detection methods have been reported. Among these, recent studies related to the application of polymerase chain reaction, isothermal amplification, bacteriophage amplification, enzyme‐linked immunosorbent assay, and gold nanoparticle aggregation for detection of pathogens in food are discussed in this review. The principles, advantages, and disadvantages of alternative methods are covered, including their rapidity, sensitivity, and selectivity. Finally, regulations related to bacterial pathogen detection in the United States and South Korea were compared with remarks for their progress.