基于量子点光漂白的单色多重环介导等温扩增技术在食源性致病菌检测中的应用研究

针对传统荧光多重检测中光谱重叠和通道限制的难题，中国科学院团队创新性地将光漂白特性与环介导等温扩增(LAMP)技术结合，利用量子点(QDs-525nm)和FAM染料的差异化光稳定性，在单色通道内实现了金黄色葡萄球菌(S. aureus)和单增李斯特菌(L. monocytogenes)的双重检测，灵敏度达单拷贝级，为现场快速筛查提供了新策略。

　　

在食品安全监测领域，快速准确地检测多种食源性致病菌始终是重大挑战。传统荧光多重检测技术受限于光谱重叠和仪器通道数量，而熔解曲线分析又面临分辨率不足的瓶颈。更棘手的是，现有方法往往需要复杂的温度循环系统，难以满足现场快速检测需求。这些技术壁垒使得开发新型多重核酸检测平台成为当务之急。

中国科学院的研究团队另辟蹊径，将纳米材料的光物理特性与分子诊断技术巧妙结合。他们注意到量子点(QDs)具有显著优于有机染料的抗光漂白特性，而传统FAM染料则表现出典型的光敏感性。这种差异化的光稳定性为单色通道内的多重检测提供了理论可能。通过将两者整合至环介导等温扩增(LAMP)体系，研究人员在《Talanta Open》上报道了一项突破性技术——基于量子点光漂白的单色多重检测系统。

该研究主要运用三项核心技术：首先采用光漂白动力学分析，通过指数衰减方程I(t)=I₀e^-k_pbt定量表征荧光标记物的光稳定性差异；其次设计QUASR(未掺入扩增信号报告基因淬灭)检测原理，通过淬灭探针区分扩增/非扩增产物；最后建立双标记LAMP体系，在60分钟内完成从扩增到检测的全流程。

【原理验证】研究发现量子点(QDs-525nm)的k_pb值显著低于FAM染料，在连续激发下呈现截然不同的信号衰减曲线。这种差异使得单色通道内区分两种靶标成为可能。

【体系构建】针对S. aureus和L. monocytogenes设计的双标记LAMP体系包含：5'端分别标记QDs和FAM的引物对，以及3'端带淬灭基团的互补探针。扩增后，未掺入的游离引物被淬灭，而产物中的标记信号得以保留。

【性能评估】在人工污染牛奶样本中，该方法展现出单拷贝级的检测灵敏度，且两种菌的区分仅需10分钟光漂白处理。整个检测流程在恒温条件下60分钟完成，较传统PCR缩短50%以上时间。

【多重扩展】研究者指出，通过组合量子点颜色和延伸引物熔解温度(T_m)这两个独立参数，未来可进一步提升多重检测能力。

这项研究的意义不仅在于实现了LAMP技术的单色双重检测，更重要的是开辟了纳米材料在分子诊断中的新应用范式。量子点优异的光稳定性与可调的光物理性质，为突破传统荧光检测的"颜色壁垒"提供了全新思路。该方法无需复杂仪器，通过肉眼观察或普通荧光读板机即可判读结果，特别适合资源有限地区的食源性疾病监测。研究团队特别强调，虽然当前仅验证了双重检测，但该原理可扩展至更高通量的检测体系，为发展"现场实验室"级的多重核酸检测平台奠定了技术基础。