基于纳米酶的比色-光电化学双模式传感器检测单增李斯特菌及其应用研究

本研究成功开发了一种新型TiO2-Fe-N-C纳米酶，通过构建双模式传感平台实现了对单增李斯特菌（L. monocytogenes）的高灵敏度检测。该传感器在光电化学（PEC）模式下检测限达1.33 CFU·mL?1，比色模式下为3.20 CFU·mL?1，并在猪肉样本中得到验证，为食源性病原体检测提供了可靠新方法。

　　

Materials and reagents

血红素氯化物、L-抗坏血酸（AA）、1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺（EDC）、N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）和维生素B₁₂（VB₁₂）购自上海源叶生物科技有限公司。六氟钛酸铵、三聚氰胺、3,3′,5,5′-四甲基联苯胺（TMB）、乙二胺四乙酸（EDTA）、异丙醇（IPA）、苯醌（BQ）和谷氨酸（Glu）均购自阿拉丁化学有限公司。单增李斯特菌（L. monocytogenes）、金黄色葡萄球菌（S. aureus）等菌株由江苏农业科学院中央实验室提供。

Microscopic morphology of the TiO₂-Fe-N-C nanozyme

通过透射电镜（TEM）、能谱映射（EDS）和Zetasizer粒径分析对TiO₂-Fe-N-C纳米酶的形貌和尺寸进行表征。如图1所示，TiO₂呈现无序多孔结构（图1A），而g-C₃N₄显示出片状二维形态特征（图1B）。TiO₂/g-C₃N₄复合材料呈现掺杂球形颗粒的层状结构，形成异质结结构（图1C）。加入血红素氯化物后，TiO₂-Fe-N-C呈现出更丰富的表面形貌和均匀的元素分布。

Conclusions

本研究成功基于光活性TiO₂-Fe-N-C纳米酶开发了用于检测单增李斯特菌的PEC-比色双模式传感器。合成的TiO₂-Fe-N-C纳米酶表现出显著的光电转换效率和卓越的催化性能。基于目标物诱导策略，信号响应随单增李斯特菌浓度增加而降低。该PEC-比色传感器可实现单增李斯特菌的灵敏检测，在食品安全监测领域具有广阔应用前景。