引言
食源性病原体对全球公共卫生构成严重威胁，每年导致大量的发病率、死亡率和经济损失。在众多食源性微生物中，金黄色葡萄球菌是最为广泛的病原菌之一，是导致食品污染和食源性疾病的主要责任菌（Zhen et al., 2024）。该病原体能够产生一系列耐热肠毒素，即使在常规热处理后仍保留生物活性，因此对消费者构成重大风险。金黄色葡萄球菌污染已广泛报道存在于各类食品中，如乳制品、肉类、海鲜和即食食品，主要由于不当的 Handling、加工或储存条件（Ripolles-Avila et al., 2020）。一旦食用，这些毒素可导致恶心、呕吐、腹痛和腹泻等症状（Jing Zhang et al., 2022）。因此，开发快速、灵敏、可靠的金黄色葡萄球菌检测方法对于食品安全监测和公共卫生保障至关重要。
金黄色葡萄球菌的传统检测方法，如平板培养、分子诊断技术和免疫分析，已广泛应用于食品安全分析。平板计数法因其准确性和可靠性被视为金标准（Song et al., 2023）。然而，该方法耗时长且劳动密集型，通常需要超过24小时才能获得结果。以聚合酶链反应（PCR）为代表的分子诊断技术具有出色的灵敏度和特异性（Zhang, Han, et al., 2023）。然而，它们通常依赖于先进仪器和受过良好培训的人员，这限制了其在现场检测中的应用。免疫学检测方法，如酶联免疫吸附测定（ELISA），能够实现相对快速的病原体或生物标志物检测（W. Yin et al., 2022）。然而，它们可能遇到抗体不稳定、生产成本高以及潜在交叉反应等问题。这些局限性凸显了开发兼具快速响应、高灵敏度和操作简便性的替代检测策略的迫切需求。
近年来，基于纳米酶的生物传感器已成为病原体检测领域极具前景的分析工具。纳米酶是一类表现出类酶活性的纳米材料，相比天然酶具有诸多独特优势，如优异的稳定性、低生产成本和可调控的催化特性（Feng et al., 2023; Zandieh & Liu, 2023）。在众多纳米酶传感策略中，比色检测因其操作简单且无需借助高级仪器即可目视读取信号而受到广泛关注。在大多数基于纳米酶的去传感系统中，常使用3,3′,5,5′-四甲基联苯胺（TMB）等显色底物通过催化氧化反应产生比色信号（S. Tan et al., 2024; Xu et al., 2025）。然而，TMB等传统显色底物主要产生单一的比色信号输出。这一局限性限制了信号验证能力，可能影响分析的可靠性。此外，比色响应容易受到含有色素、还原剂或抗氧化剂的复杂食品基质的影响。这在实际应用中可能导致背景干扰或结果不准确。
为了解决这些局限性，在单一传感平台中整合多种信号输出已成为提高分析可靠性和灵敏度的有效策略。特别是，结合比色和荧光信号的双模式传感系统因互补读数有助于交叉验证传感响应而受到越来越多的关注（Wang et al., 2024; Yang et al., 2025; D. Yin et al., 2023）。荧光检测通常具有较高的灵敏度和较低检测限，而比色检测则提供快速的目视读数（Chen et al., 2025; Gan et al., 2021; S. Li et al., 2025）。因此，这两种信号模式的结合为生物传感应用提供了互补优势。在此背景下，开发能够同时产生比色和荧光信号的新型底物具有重要的应用价值。聚集诱导发光（AIE）活性分子近年来凭借其独特的光物理特性在生物传感应用中展现出巨大潜力。四-(4-氨基苯基)乙烯（TPE-4 A）作为四苯基乙烯的衍生物，表现出典型的AIE特性和独特的光学响应（Xiao et al., 2026）。通过催化氧化，TPE-4 A可同时产生颜色和荧光变化，从而在单一反应系统中实现双模式信号输出（H. Li, Xu, Shi, et al., 2024）。与传统显色底物相比，这些双功能底物提供了增强的检测灵活性和分析可靠性。虽然已有基于含TPE-4 A的双模式传感系统用于食源性病原体检测的报道，但噬菌体介导的识别与纳米酶催化相结合的系统仍相对未被充分探索。例如，已开发出用于沙门氏菌检测的含TPE-4 A的识别/催化纳米杂化材料（Li, Xu, Yao, et al., 2024），而适配体功能化的MOF平台已被报道用于金黄色葡萄球菌的双模式检测（Yang et al., 2025）。
除了信号转导外，细菌检测的特异性主要取决于传感平台中所使用的识别元件。噬菌体是能够特异性感染细菌宿主的病毒，作为生物传感器中的生物识别元件日益受到关注（Tang et al., 2025）。凭借天然的宿主特异性，噬菌体能够以高亲和力选择性结合目标细菌（Gao et al., 2025; Tang et al., 2025）。与传统识别分子如抗体或适配体相比，噬菌体具有诸多优势，如出色的稳定性、强健的结合能力、低生产成本以及大规模制备的简便性（Gao et al., 2024; Wei et al., 2024; Zhou et al., 2023）。这些特征使噬菌体尤其适合用于构建用于细菌检测的选择性生物传感器。
在本研究中，我们将噬菌体SAYZU01介导的识别、类过氧化物酶Fe/Ce MOF纳米酶以及基于TPE-4 A的双模式信号转导相结合，构建了一种用于金黄色葡萄球菌检测的传感平台。如图1所示，SAYZU01噬菌体作为高选择性生物识别剂用于靶向捕获金黄色葡萄球菌，而Fe/Ce MOF纳米酶提供类过氧化物酶活性用于信号放大。重要的是，TPE-4 A作为双功能底物被采用，能够在同一反应系统中同时产生比色和荧光信号。作为对比，传统的显色底物TMB也被用于评估系统的传感性能。因此，本策略的独特之处在于将噬菌体介导的细菌识别、纳米酶催化以及单一双功能底物整合于一个传感平台中，而互补的比色和荧光读数使得能够对传感响应进行交叉验证。
Donghang Yin|Jing Quan|Mengyuan Tan|Hui Yuan|Tianyi Chen|Lei Liu|Siyuan Chang|Tao Zhang|Rong Feng|Genxi Zhang|Xuechao Xu
