《Biosensors and Bioelectronics》：Bacteriophage amplification-assisted lateral flow biosensor for rapid viability-targeted screening of
Salmonella in chicken meat
编辑推荐：
•噬菌体扩增（PA）技术可实现针对活菌的沙门氏菌检测。•噬菌体扩增-侧向流免疫测定法（PA–LFI）可实现对沙门氏菌的快速现场筛查。•PA–LFI可在7小时内检测到25克鸡肉中100 CFU的沙门氏菌。•现场评估显示灵敏度为72.7%，特异性为89.5%。•该方法是常规监测沙
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噬菌体扩增（PA）技术可实现针对活菌的沙门氏菌检测。
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噬菌体扩增-侧向流免疫测定法（PA–LFI）可实现对沙门氏菌的快速现场筛查。
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PA–LFI可在7小时内检测到25克鸡肉中100 CFU的沙门氏菌。
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现场评估显示灵敏度为72.7%，特异性为89.5%。
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该方法是常规监测沙门氏菌食品污染的一项有前景的工具。
引言
家禽肉中的沙门氏菌污染仍是全球食品安全的主要关注问题，也是世界各地沙门氏菌病的主要致因。家禽是肠沙门氏菌公认的储存宿主，受污染的鸡肉仍然是感染暴发和经济损失的关键来源，遍及整个家禽生产链。监测报告将肠沙门氏菌列为全球最常见的食源性病原之一（Mather等人，2024），其中鸡沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌是与家禽产品最常见的沙门氏菌血清型（Nazari Moghadam等人，2023；Shaji, Selvaraj, & Shanmugasundaram, 2023）。它们在家禽生产和零售链中的持续存在突显了确保鸡肉产品微生物安全的持续挑战。因此，快速检测活菌沙门氏菌对于有效的食品安全监测和污染控制至关重要。
在家禽行业中，标准的沙门氏菌监测依赖于传统的培养方法，这些方法仍是法规检测的参考标准（如ISO 6579-1:2017）。这些方法包括预富集、选择性富集，随后进行生化鉴定和血清学确认。尽管这些方法已经能够鉴定超过2,000种沙门氏菌血清型以及进行抗菌药物敏感性谱分析，但它们工作量大，通常需要3–5天才能获得确认结果（Paniel & Noguer, 2019）。这种较长的周转时间可能延迟食品安全监测、产品放行和国际贸易中的关键决策制定。分子检测技术，包括聚合酶链反应（PCR）和等温扩增技术，能够实现快速检测，但无法区分活菌和非活菌细胞（Awang等人，2021），这限制了其在微生物风险评估中的实用性。这一局限性十分重要，因为包括美国《食品安全现代化法案》和欧盟《通用食品法条例》（第178/2002号EC条例）在内的国际监管框架，其针对的都是具有公共卫生风险的活菌病原体。同样，侧向流免疫测定法（LFIs）快速、廉价、便携，适用于按需检测，但传统LFIs依赖于抗原识别，缺乏对活菌的区分能力。因此，将生物信号扩增与LFI生物传感器相结合，为在保持平台简便性的同时实现快速活菌靶向检测提供了一种有前景的策略。
噬菌体（phages）是特异性感染活菌细胞的病毒，并通过裂解性复制产生子代噬菌体，使它们成为活菌靶向生物传感的理想生物识别元件（Wahid & Tiwana, 2024）。在这些方法中，工程化报告噬菌体仅通过表达荧光素酶或其他报告酶在活菌细胞中产生可量化信号（Meile等人，2020）。这种方法通过在活宿主细胞中产生的荧光信号实现沙门氏菌的快速活菌靶向检测，并已在生火鸡肉末和婴儿配方奶粉中得到验证（Nguyen等人，2020）。然而，报告噬菌体需要进行遗传修饰和专用检测设备，限制了其在常规和现场应用中的实用性。
相比之下，噬菌体扩增（PA）检测技术利用裂解性噬菌体的天然复制周期，从活菌细胞中产生子代颗粒，而无需进行基因工程改造，从而为生物传感平台提供生物信号扩增（Huang等人，2022；Phothaworn等人，2024）。例如，PA已成功与分子方法结合，包括环介导等温扩增法检测家禽肉中活的鸡沙门氏菌（Lamas等人，2023）和定量PCR快速定量活沙门氏菌细胞（Huang等人，2022）。该方法也已适配于侧向流免疫测定法，使用全噬菌体结合剂（Charlermroj等人，2022）实现沙门氏菌的快速检测。此外，该联合方法已被应用于炭疽杆菌（Cox等人，2015）。尽管取得了这些进展，噬菌体扩增尚未与侧向流免疫测定法结合用于家禽基质中沙门氏菌的活菌靶向检测。
为解决这一知识空白，本研究旨在开发并评估一种噬菌体扩增-侧向流免疫测定（PA–LFI）生物传感平台，用于家禽基质中活菌沙门氏菌的快速检测。该方法整合了使用广宿主范围烈性噬菌体SE-W109（Nale等人，2020；Phothaworn等人，2020）进行噬菌体扩增与LFI检测。分析性能通过实验室规模的加标样品实验和现场评估（使用自然污染的鸡肉样品）进行了评估，并与ISO 6579-1:2017参考方法进行了比较。
章节摘要
生物安全考虑
本研究中开展的所有实验均已获得玛希隆大学诗里拉安全风险管理任务组的批准（批准编号SI2021-020）。
细菌、噬菌体及培养条件
本研究所用的细菌菌株列于表S1。沙门氏菌和非沙门氏菌菌株在胰蛋白胨大豆肉汤（TSB）或胰蛋白胨大豆琼脂（TSA）（Titan Biotech, India）上于37 °C培养18–24小时。对数生长期的培养物通过1:100稀释过夜培养物并在37 °C振荡培养制备
三小时RVS富集步骤足以从鸡肉中恢复沙门氏菌
鸡沙门氏菌37在RVS肉汤中显示2–3小时内快速增长（图S1）。细菌浓度在3小时内超过102 CFU/mL，这是PA-LFI工作流程中噬菌体扩增所需的最小宿主密度，因此选择此富集时间用于后续实验。为评估从鸡肉中的恢复情况，将不含沙门氏菌的样品人为接种1–103 CFU/mL的鸡沙门氏菌37，并在RVS肉汤中富集3小时。如图2所示，培养
讨论
本研究建立了一种当日完成的PA–LFI工作流程，将噬菌体扩增检测技术与侧向流免疫测定法相结合，用于快速检测鸡肉中的活菌沙门氏菌。优化的工作流程结合了RVS肉汤中的短选择性富集、SE-W109噬菌体扩增和基于LFI的生物传感器检测，以实现临床和食品相关沙门氏菌血清型的快速筛查。从鸡肉中检测低水平沙门氏菌具有挑战性，因为丰富的背景微生物群落
结论
食品安全监测和 Surveillance 需要快速、灵敏且可现场部署的食源性病原体检测方法。尽管LFIs由于其简便性、速度和低成本而被广泛用于食品中的病原体检测，但其灵敏度通常不足以检测样品中的低水平细菌污染。本研究展示了噬菌体扩增与LFI的新型集成，作为一种有效生物传感器平台，实现当日活菌靶向
CRediT作者贡献声明
Pisinee Aiumura：资源。Preeda Phothaworn：调查。Siwaporn Prachoochote：调查、数据整理。Sujintana Janesomboon：调查、数据整理。Sunee Korbsrisate：撰写 – 审阅与编辑、监督、概念化。Martha Clokie：撰写 – 审阅与编辑。Veerachat Muangsombut：撰写 – 原稿撰写、调查、形式化分析、数据整理。Janet Nale：撰写 – 审阅与编辑。Patoo Withatanung：形式化分析。Panvipa Luangthongkham：资源
利益冲突声明
作者声明没有已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文所报告的工作。
资金来源
本研究由泰国农业发展署资助 [资助编号CRP6405031030]，以及玛希隆大学（战略研究基金）：2025财政年度 [资助编号MU-SRF-ST-14B/68]。
利益冲突声明
? 作者声明没有已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文所报告的工作。
致谢
Prachoochote S, Janesomboon S, Withatanung P, Muangsombut V 和 Korbsrisate S 得到了旗舰计划、玛希隆大学诗里拉医学院的支持。我们感谢玛希隆大学诗里拉医学院过敏与免疫学研究中心Nitat Sookrung博士在LFI开发方面提供的宝贵建议。我们感谢伦敦卫生与热带医学院传染病与热带病学学院的同事们
Siwaporn Prachoochote|Sujintana Janesomboon|Pisinee Aiumurai|Preeda Phothaworn|Patoo Withatanung|Panvipa Luangtongkum|Janet Y. Nale|Martha R.J. Clokie|Veerachat Muangsombut|Sunee Korbsrisate
