等离子体聚集体增强的金纳米异质结构驱动高光热敏感免疫传感检测鼠伤寒沙门氏菌

针对鼠伤寒沙门氏菌（S. typhimurium）检测中信号响应与抗体耦合效率不足的问题，研究人员通过构建金纳米双锥（AuNBPs）与铜壳（Cu2 O）负载的金纳米颗粒（AuNPs）形成的“等离子体聚集体”（ACANPs），显著增强局域表面等离子体共振（LSPR）效应，实现59.96%的光热转换效率和94.83%的抗体耦合效率。该研究开发的ACANPs-LFIA（侧流免疫分析）技术将检测限降低至103 cfu mL?1 ，灵敏度较传统胶体金法提升50倍，为食品安全现场快速检测提供了高效双模（比色-光热）解决方案。

　　

鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella typhimurium）是引发食源性疾病的主要病原体之一，每年导致全球超9380万例感染。尽管巴氏杀菌可有效灭活乳制品中的病原体，但生产环节中容器表面的污染漏洞仍可能引发疫情。传统检测方法依赖大型仪器或低灵敏度的胶体金试纸条，难以满足现场快速筛查需求。如何兼顾高灵敏度与便携性，成为食品安全检测领域的关键挑战。

针对这一问题，国内研究人员在《Biosensors and Bioelectronics》发表了一项创新研究。他们设计了一种基于“等离子体聚集体”（plasmonic aggregates）的双模侧流免疫分析技术（LFIA），通过金纳米双锥（AuNBPs）与铜壳（Cu₂
O）负载的金纳米颗粒（AuNPs）的协同作用，显著提升光热信号与抗体耦合效率。该技术仅需便携式热成像仪即可实现半定量检测，为资源有限地区的食品安全监测提供了新工具。

关键技术方法
研究采用种子介导生长法合成AuNBPs，通过Cu₂
O壳层自还原负载AuNPs形成ACANPs复合物；利用有限元模拟验证局域表面等离子体共振（LSPR）增强效应；通过光热实验测定转换效率；采用乳制品样本验证ACANPs-LFIA的实际检测性能。

研究结果

合成与表征ACANPs
透射电镜（TEM）显示，AuNBPs（长200 nm，直径55 nm）表面紧密聚集的AuNPs形成纳米异质结构。有限元模拟表明，该结构局域电场强度（|E|_max
= 3.9×10³
）较单一AuNBPs（|E|_max
= 189）提升一个数量级，证实“等离子体聚集体”效应可大幅增强光吸收。

光热性能与抗体耦合
ACANPs的光热转换效率达59.96%，抗体耦合效率在25 μg mL^?1
浓度下高达94.83%。这种高效耦合避免了抗体浪费，并降低Hook效应风险。

双模检测性能
ACANPs-LFIA对鼠伤寒沙门氏菌的检测限低至10³
cfu mL^?1
，比色与光热模式灵敏度均较传统胶体金法提升50倍。乳制品样本测试验证了其在复杂基质中的适用性。

结论与意义
该研究通过等离子体聚集体策略，成功构建了兼具高灵敏度与便携性的双模LFIA平台。其核心创新在于利用ACANPs的LSPR耦合效应实现信号放大，同时通过优化纳米结构提升抗体利用率。这一技术不仅为食源性病原体监测提供了新方法，其低成本的便携式设计更契合资源有限地区的现场检测需求，对公共卫生风险早期预警具有重要实践价值。