新一代“食安卫士”诞生！科学家开发出无需扩增的AI食源性致病菌数字检测技术
发布时间：2025-08-27 浏览次数：25 分享：
【Nature Food最新报道】食品安全领域迎来重大突破！华中农业大学研究团队开发出一款名为d-MAGIC的新型数字核酸传感器，能够在无需DNA扩增的前提下，实现对三种常见食源性致病菌的高灵敏、多重快速检测，精准捕捉污染信号，最快30分钟出结果！
这项成果于2025年2月刊登在权威期刊《Nature Food》上，标志着食品微生物检测技术从“传统实验室”跨入“智能数字化”时代。
图1 基于可编程磁珠辅助图像转编码系统的Ago蛋白介导的数字核酸生物传感器方案 [1]
三大核心创新，一举打破技术瓶颈
这项研究的核心武器是一种来自丁酸梭菌（Clostridium butyricum）的Argonaute蛋白（CbAgo），具备独特的“双步切割能力”。它能通过两段特异DNA引导精准识别目标细菌DNA，并激活荧光信号，实现高灵敏度检测。
研究团队将其与特制的磁珠（MB）编码系统结合，通过“荧光+AI”图像识别方式，实现了对沙门氏菌、金黄色葡萄球菌与单核李斯特菌的同步检测，最低检出限仅为6 CFU/mL，媲美甚至超越qPCR等传统方法。
AI算法上阵，“Panda”解码系统赋能数字计数
令人惊艳的是，研究人员还自主开发了名为Panda的AI图像识别平台，可自动解码并计数荧光编码磁珠，实现数字化精准计量，有效避免传统人工分析与图像处理软件的不稳定性，大幅提升检测效率与准确性。
实测市场样本，百例食品“真菌情报”一网打尽
研究团队从本地市场采集了100份真实食品样本（鸡蛋、冷冻鸡肉、生虾等），结果显示：16例沙门氏菌阳性；9例金黄色葡萄球菌阳性；12例单核李斯特菌阳性。这些检测结果与现行金标准qPCR高度一致，相关性系数超过0.93，验证了d-MAGIC平台在复杂样本中的高稳定性与实用性。
无扩增、无芯片、低成本，开启便携式食品检测新篇章
与CRISPR等依赖扩增反应或微流控芯片的检测系统不同，d-MAGIC平台基于蛋白酶+Coding磁珠+AI识别的组合策略，摆脱了繁琐的扩增步骤与昂贵设备依赖，具备：即用型反应体系；常温操作、无需微流控；具备转化为便携终端的潜力。
研究者表示，该平台未来可用于便携式食品安全检测设备开发，并有望推广至临床核酸诊断等更多场景。
参考文献：[1] Wang, Z., Cheng, X., Ma, A. et al. Multiplexed food-borne pathogen detection using an argonaute-mediated digital sensor based on a magnetic-bead-assisted imaging transcoding system. Nat Food 6, 170–181 (2025). https://doi.org/10.1038/s43016-024-01082-y
来源：微生物安全与健康网，作者~高翔。
