纸基分析器件(PADs)在食源性病原体智能检测中的研究进展与应用前景

为解决资源受限地区食源性病原体快速检测难题，研究人员系统综述了纸基分析器件(PADs)在核酸传感器、适配体系统、免疫层析检测(ICA)和纳米颗粒增强生物传感器等平台的应用进展，证实其具备简便、快速、低成本等优势，与智能手机和机器学习技术的结合进一步提升了检测性能，为食品安全监测提供了新型解决方案。

　　

在全球范围内，每年约有6亿人因食用受污染食品患病，食源性病原体造成的经济损耗高达900亿美元。传统检测方法依赖实验室复杂设备，难以在资源匮乏地区开展即时检测。这一困境催生了对于便携、低成本检测技术的迫切需求，纸基分析器件(Paper-based Analytical Devices, PADs)因其独特的毛细作用力驱动、生物相容性好等特点，成为解决这一难题的理想候选。

研究人员在《Talanta Open》发表的综述系统评估了PADs技术的最新进展。通过整合核酸杂交(Nucleic acid hybridization)、适配体(Aptamer)特异性识别、胶体金免疫层析(Colloidal gold immunochromatography)和量子点(Quantum dots)标记等核心技术，构建了多模态检测平台。特别关注了非洲猪瘟病毒(ASFV)、沙门氏菌(Salmonella)等典型病原体的现场检测案例。

研究结果显示：在"检测灵敏度优化"方面，通过引入CRISPR-Cas^12a信号放大系统，将大肠杆菌(E. coli)的检测限降低至1 CFU/mL；"多靶标同步检测"章节证实，采用微流控纸芯片(microfluidic PADs)可实现鼠伤寒沙门氏菌(S. Typhimurium)和李斯特菌(L. monocytogenes)的并行检测；"智能读out系统"创新性地将手机摄像头与YOLOv₅算法结合，使颜色imetric信号解析时间缩短至3秒。

结论部分强调，PADs技术通过"样本-in-answer-out"设计理念，显著降低了专业技术门槛。尽管在批间差控制、长期稳定性方面仍需改进，但其与物联网(IoT)设备的兼容性展现出在智慧农业中的巨大潜力。该研究为WHO"食品安全2030"计划提供了切实可行的技术路径，特别适用于发展中国家的基层监测网络建设。