综述:食品系统中基于生物传感器的单核细胞增生李斯特菌检测

【字体: 时间:2025年06月09日 来源:Food Control 5.6

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  这篇综述系统评述了生物传感器(包括光学、压电、细胞基和电化学类型)在食品体系单核细胞增生李斯特菌(L. monocytogenes )检测中的应用进展,重点分析了纺织有机电化学晶体管(OECT)生物传感器(检测限1.05 ng/μL)等技术的便携性、原位分析优势,及其对提升食品安全的关键作用。

  

Abstract
单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes
)作为引发李斯特病的致病菌,对高危人群构成严重威胁。传统培养法虽为金标准,但耗时5-7天且难以满足食品工业快速检测需求。分子技术(如PCR、ELISA)虽提速却受限于高成本和复杂前处理。生物传感器技术通过整合生物受体与物理/化学换能器,为实时、现场检测提供了突破性解决方案。

Introduction
该病原体在即食食品中引发20-30%致死率,各国对其采取零容忍政策。现有检测技术面临基质干扰、应激细胞(VBNC)和实时监测等挑战,而生物传感器凭借纳米材料增强的灵敏度(如10 cfu/mL检出限)和便携特性,成为填补技术空白的关键。

Traditional Detection Methods
依赖溶血特征和糖发酵的传统方法需多重培养基制备和菌落计数,而免疫分析法(MALDI-TOF)和分子检测(DNA杂交)则受制于专业设备和昂贵试剂。

Identification Using Biosensors
电化学生物传感器通过测量阻抗变化实现病原体定量,光学传感器则利用表面等离子共振(SPR)检测抗原抗体结合。最新开发的纺织OECT生物传感器通过晶体管信号放大,在液态食品基质中实现1.05 ng/μL高灵敏度检测。

Performance Evaluation
细胞基生物传感器虽达100%灵敏度,但食品样本中特异性降至83%。阻抗生物传感器在肉汤基质中回收率87-96%,展现优异抗干扰能力。

Future Prospects
人工智能(AI)驱动的多传感器数据融合、活细胞传感器与微流控芯片整合,以及CRISPR-Cas系统联用技术,将推动下一代检测平台的开发。

Conclusion
当前生物传感器仍需克服假阳性和稳定性问题,但其在缩短检测周期(从7天至数小时)和降低成本的显著优势,预示其在食品安全监测体系的变革潜力。

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