掌上无线压电免疫传感系统快速检测大肠杆菌O157:H7及其在公共卫生中的应用

为解决传统大肠杆菌O157:H7检测方法耗时长、依赖实验室设备的问题，研究人员开发了一种基于金涂层石英晶体微天平（QCM）和蛋白A固定抗体的掌上无线压电免疫传感系统。该系统通过PDMS微流控通道和蓝牙传输实现快速检测，灵敏度达102 CFU ml?1，且特异性高。这一便携式技术为食品安全和环境监测提供了即时检测方案，显著提升公共卫生防控能力。

　　

研究背景与意义
大肠杆菌O157:H7是引发食源性疾病的重要病原体，传统检测依赖培养法和分子生物学技术，耗时长且需专业实验室，难以满足现场快速检测需求。尤其在食品安全事件和环境污染监测中，延迟检测可能导致疫情扩散。因此，开发便携、高灵敏的即时检测工具成为研究热点。

研究机构与主题
一项发表于《Sensors International》的研究提出了一种集成无线传输技术的掌上压电免疫传感系统。该系统通过功能化石英晶体微天平（QCM）和微流控设计，实现了大肠杆菌O157:H7的快速定量检测，为现场应用提供了新思路。

关键技术方法
研究采用以下核心技术：1）金涂层QCM传感器，通过蛋白A固定抗体增强捕获效率；2）聚二甲基硅氧烷（PDMS）微流控通道优化样本处理；3）柔性环形天线实现蓝牙无线信号传输；4）免疫纳米珠信号放大技术提升低浓度检测能力。

研究结果

1. 系统设计与性能验证
   传感器在10²–10⁷ CFU ml^?1浓度范围内呈现线性频率响应，最低检测限为10² CFU ml^?1，优于传统方法。
2. 特异性评估
   交叉实验显示对沙门氏菌等常见病原体的信号干扰<5%，证实抗体选择的高特异性。
3. 实际样本检测
   在加标食品和环境样本中，回收率达92–108%，验证了现场应用的可靠性。

结论与意义
该研究成功开发了一种自供电、便携式检测系统，其高灵敏度和无线传输特性突破了传统技术的时空限制。通过免疫纳米珠信号放大和微流控集成，系统在复杂样本中仍保持优异性能，为食品安全预警和环境污染监测提供了实用工具。这项技术有望降低食源性疾病发生率，推动公共健康防护体系的智能化发展。