基于抗基质干扰适配体性能增强的鼠伤寒沙门氏菌便携式快速定量检测新方法

为解决鼠伤寒沙门氏菌(S. typhimurium)现场检测中灵敏度低、设备依赖性强的问题，研究人员通过截短优化抗基质干扰适配体ROU-77，开发了结合便携式血糖仪(PGM)的信号放大检测体系。该研究将适配体亲和力提升4.2倍，构建复合变异探针实现DNA桥介导的信号转换，检测限达295 CFU·mL-1，为食源性病原体现场定量检测提供了创新解决方案。

　　

论文解读

鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)是引发全球食源性疾病的主要病原体之一，每年导致数百万例感染病例。传统检测方法如培养法虽可靠但耗时长达48小时，而免疫检测技术又受限于抗体制备复杂、批次差异大等问题。更棘手的是，复杂食品基质（如肉类）常干扰检测信号，使得现有快速检测方法难以兼顾灵敏度与准确性。面对这一挑战，山东某研究团队在《Analytica Chimica Acta》发表的研究中，创新性地将适配体优化技术与便携式血糖仪相结合，开发出突破性的现场定量检测方案。

研究团队采用两种截短策略优化前期筛选的抗猪肉基质干扰适配体ROU-77，通过二级结构模拟保留关键结合域，获得亲和力提升4.2倍的ROU-46变体。关键技术包括：1) 基于茎环结构的适配体截短设计；2) DNA桥介导的信号转换系统构建；3) 磁珠固定转化酶实现信号放大；4) 便携式血糖仪定量检测。实验样本采用实际猪肉基质加标菌液验证实用性。

研究结果

适配体亲和力研究
通过FAM标记结合流式细胞术证实，截短后的ROU-46在猪肉基质中K_d值降至74.8 nmol·L^-1，较原始适配体显著提升结合效率，同时保持90%以上的基质干扰抗性。

二级结构模拟与截短方案
RNAstructure软件分析显示ROU-77含5个茎环结构。策略一基于保留3个核心茎环设计ROU-35，策略二通过随机序列截短获得ROU-46。后者因维持关键口袋结构而表现更优。

检测体系性能评估
通过调控DNA桥数量实现信号级联放大，在优化条件下：

• 检测线性范围500-10⁷ CFU·mL^-1
• 对大肠杆菌等近缘菌株交叉反应性<5%
• 猪肉样本加标回收率达92.3-106.7%

结论与意义
该研究首次实现抗基质干扰适配体的性能协同优化，突破传统"灵敏度-抗干扰性"此消彼长的局限。所开发的PGM检测体系将核酸编辑特性（DNA桥位移）与便携设备创新结合，较ELISA方法成本降低80%，检测时间缩短至90分钟。这种"信号转换-放大-读取"一体化设计为食安监测提供了新范式，其技术路线可拓展至李斯特菌等病原体检测领域。研究获得国家自然科学基金（32202153）等支持，相关成果已申请发明专利保护。