功能化氧化石墨烯荧光适体传感器的开发及其在食源性大肠杆菌即时检测中的应用

为解决食源性病原体检测灵敏度低、耗时长的问题，研究人员开发了一种基于羧化氧化石墨烯(MGO)和P12-31适体的FRET荧光传感器，实现了对大肠杆菌ATCC 25922?的快速(30分钟)、高灵敏度(105-107 CFU/mL)检测，为食品安全监测提供了新型便携式解决方案。

　　

食源性疾病是全球公共卫生的重大威胁，其中大肠杆菌感染每年导致近6亿病例和42万死亡。传统检测方法如PCR和ELISA存在成本高、耗时长等局限，亟需开发快速、灵敏的现场检测技术。氧化石墨烯(GO)因其优异的光电性能和生物相容性成为理想传感材料，但现有GO基传感器存在功能化不足、非特异性结合等问题。

马来西亚科廷大学(Curtin University Malaysia)的研究团队在《Inorganic Chemistry Communications》发表研究，通过改良Hummers法制备羧化氧化石墨烯(MGO)，与经Cell-SELEX筛选的高亲和力适体P12-31通过π-π堆积结合，构建了基于荧光共振能量转移(FRET)的检测平台。当靶细菌存在时，荧光标记的ssDNA适体从MGO表面解离，恢复荧光信号实现检测。

关键技术包括：(1)改良Hummers法制备MGO；(2)FTIR、TEM等多维度表征；(3)优化适体浓度(50 nM)与MGO用量(2 mg/mL)；(4)37°C下30分钟孵育的快速检测方案。

【材料与方法】
采用HPLC纯化的FAM标记P12-31适体(序列：5'-/56-FAM/CAT ACG...TGG A-3')，通过磷酸缓冲液(pH 7.4)溶解构建生物传感界面。

【MGO表征】
FTIR显示3285 cm^-1(羟基)、1614 cm^-1(羧基)特征峰；TEM证实单层纳米片结构；TGA显示25%重量损失，证实成功氧化。

【讨论】
相比传统GO传感器，羧化修饰使检测限降低10倍，线性范围达10⁵-10⁷ CFU/mL(p<0.05)。MGO的淬灭效率达95%，适体解离常数Kd为37.8 nM。

【结论】
该研究突破性地将MGO的增强型淬灭特性与适体特异性结合，在30分钟内完成检测，较培养法提速48倍。未来通过集成微流控和智能手机检测模块，有望实现食品安全现场监测。

【意义】
为食源性病原体检测提供了新型纳米生物传感器设计范式，其模块化架构可扩展至李斯特菌等多元检测，推动食品安全监测向便携化、智能化发展。研究获马来西亚砂拉越发展基金会(YSRG 001162)资助。