借萤火虫之光：AIE增强金纳米簇微球揪出食源病菌
发布时间：2025-07-14 浏览次数：26 分享：
食源性病原菌（如沙门氏菌）对公共健康构成严重威胁，低浓度即可引发感染，因此快速灵敏的检测技术至关重要。传统检测方法（如培养法、PCR）耗时或设备昂贵，而荧光检测技术虽具优势，但传统荧光材料（如有机染料）存在光稳定性差、毒性高等问题。金纳米簇（AuNCs）因低毒、光稳定性好等特性被广泛研究，但其荧光强度较低，限制了应用。聚集诱导发射（AIE）效应可通过AuNCs聚集增强荧光，但如何将其整合到免疫检测中仍具挑战。
介孔二氧化硅纳米颗粒（DMSN）因高比表面积、可调控孔结构，成为理想载体，其径向孔道能高效负载AuNCs，通过AIE效应提升荧光强度。此外，AuNCs易受pH、金属离子等环境因素影响导致荧光淬灭，而二氧化硅外壳可保护AuNCs，提升稳定性。受萤火虫灯笼抵御环境干扰的启发，本研究设计了DAS微球，结合免疫磁珠分离技术，构建了兼具高灵敏度和稳定性的病原菌检测平台。
方案1.萤火虫灯启发的AIE增强AuNCs微球用于食源性致病菌的超灵敏检测的示意图。
研究内容
图1.DAS的合成
通过包裹AuNCs于DMSN内核，再包覆二氧化硅外壳，形成直径约247nm的均匀微球，HAADF-STEM和EDS证实AuNCs均匀分布于DMSN孔道中。
图2.DAS的合成与表征
TEM、SEM和HAADF-STEM图像显示DMSN具有径向孔道，AuNCs均匀分布于孔道中，二氧化硅外壳光滑致密；Zeta电位和动态光散射（DLS）证实修饰过程的成功。
图3.基于das的鼠伤寒沙门氏菌荧光检测
DAS的荧光强度是游离AuNCs的3倍，绝对光致发光量子产率（PLQY）从2.10%提升至16.70%，归因于DMSN孔道中AuNCs的高密度聚集。
二氧化硅外壳使DAS在不同pH（4–10）、金属离子（如Fe³⁺、Mg²⁺）及长期储存（3个月）中保持荧光稳定，抗淬灭能力显著优于游离AuNCs。
Ab@MNPs捕获细菌后，ABA@DAS通过糖链结合细菌，形成“三明治”结构，荧光强度与细菌浓度正相关。最佳条件为pH8、15μgAb@MNPs、80μgABA@DAS、5min富集时间和15min孵育时间，确保最高检测灵敏度。
图4.检测性能与特异性
鼠伤寒沙门氏菌检测线性范围为10–10⁶CFU/mL，检测限（LOD）为3CFU/mL，优于多数已报道的荧光检测方法。对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等非目标菌无响应，批内变异系数（CV）为3.1%，批间CV为2.8%，显示良好重复性。
本研究受萤火虫灯笼启发，构建了AIE增强型DAS微球，结合免疫磁珠实现了食源性病原菌的超灵敏荧光检测。DAS微球通过DMSN孔道负载AuNCs增强AIE效应，并利用二氧化硅外壳提升稳定性，使检测限低至3CFU/mL，且在复杂食品基质中表现优异。该方法为病原菌检测提供了兼具高灵敏度、宽线性范围和抗干扰能力的新策略，未来可通过优化介孔结构提升AuNCs负载量，拓展至其他病原菌检测，并结合便携式设备实现现场快速分析。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.136584
来源：微生物安全与健康网，作者~占英。
