基于磁分离与杂交链式反应（HCR）的食品中大肠杆菌O157:H7高灵敏检测新方法

针对食品中大肠杆菌O157:H7检测存在的灵敏度低、操作复杂等问题，研究人员开发了一种结合免疫磁分离与杂交链式反应（HCR）的新型检测技术。通过肽修饰磁性纳米颗粒（Fe3O4）富集目标菌，利用HCR实现信号放大，检测限低至1.68 cfu/mL，兼具高特异性和稳定性，为食品安全监测提供了高效解决方案。

　　

论文解读

研究背景
大肠杆菌O157:H7是引发出血性结肠炎和溶血性尿毒综合征的重要食源性病原体，全球每年因相关疾病导致数百万人死亡，经济损失高达数十亿美元。传统检测方法如平板培养耗时费力，PCR和ELISA依赖昂贵设备，而CRISPR技术操作门槛高。如何在资源有限环境下实现快速、高灵敏检测成为食品安全领域的核心挑战。

研究机构与技术方法
吉林大学公共卫生学院的研究团队提出了一种整合免疫磁分离与杂交链式反应（HCR）的创新策略。关键技术包括：1）肽修饰Fe₃O₄磁珠靶向富集细菌；2）核酸适配体特异性识别目标菌并释放HCR引发链；3）荧光标记的H1链通过HCR实现信号级联放大。实验使用从该校获取的菌株（包括E. coli O157:H7、金黄色葡萄球菌等）验证性能。

研究结果

免疫磁珠与纳米探针表征
磁珠经羧基化修饰后zeta电位为-35.11 mV，偶联肽后升至-30.91 mV，证实氨基-羧基缩合成功（图1A）。透射电镜显示粒径均匀的球形纳米颗粒，磁响应性达98.5%，满足快速分离需求。

HCR反应条件优化
在pH 7.4、25°C条件下，HCR反应30分钟时荧光信号最强。H1链的FAM荧光基团与猝灭基团间距优化为8 nt时，信噪比提升3.2倍。

检测性能评估
对E. coli O157:H7的检测限为1.68 cfu/mL，线性范围10²-10⁶ cfu/mL。在牛奶和猪肉样本中加标回收率达92%-107%，且与沙门氏菌等常见病原体无交叉反应。

结论与意义
该研究首次将磁分离富集与无酶HCR扩增技术结合，实现了食品基质中E. coli O157:H7的“样本-核酸-荧光信号”双重转换与放大。相较于传统方法，其灵敏度提高10倍且无需复杂核酸提取，为现场检测提供了便携化解决方案。论文发表于《Food Control》，技术路线已申请中国国家自然科学基金（82103892）支持，具有显著的公共卫生应用价值。