近日，天津科技大学马龙教授团队在食源性致病菌检测领域取得重大突破，其研究成果在国际权威期刊《Journal of Hazardous Materials》(中科院1区TOP期刊，IF=11.3) 上发表，题为“Ultrasensitive, portable and multiplexed molecular detection of pathogenic bacteria in a cross-validating manner via Argonaute-triggered and reverse-phase enhanced fluorescent lateral flow bioassay”。本文成功构建了一种集成比色和荧光交叉验证的双模态输出平台，这一创新性研究首次将PyrococcusfuriosusArgonaute蛋白(PfAgo) 与反相增强荧光试纸条技术(rLFTS) 巧妙结合，实现了致病菌分子检测的超高灵敏度、便携性与多重检测能力的完美融合，为食源性致病菌检测的效率与精度树立了新的标杆，为食品安全监测、疾病防控等领域提供了强有力的技术支持。天津科技大学硕士研究生唐小琴为第一作者，天津科技大学马龙、彭伟盼等为本论文共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金及天津市科委的支持。

背景介绍食源性疾病与食品污染已然成为一个日益严峻的全球性公共卫生问题，其致病菌的耐药性问题近年显著加剧。单增李斯特菌作为高致死性食源性病原体，其携带的毒力基因和耐药基因对食品安全和临床治疗构成双重威胁。传统检测方法依赖复杂仪器且耗时较长，难以满足现场快速筛查与耐药性监测需求。因此，开发一种快速便携、超灵敏、现场化的食源性病原微生物检测体系与技术，成为破解当前困局的关键需求。PfAgo赋能的增强式、交叉验证、双模态纸基传感平台，首次实现了对单增李斯特菌致病与耐药基因的同步、高灵敏、便携式精准检测，为食源性致病菌的现场快速检测提供了创新性解决方案，也为食品安全监测、疾病防控等领域带来了新的技术变革。


主要内容

本研究创新性地将PfAgo蛋白的识别和切割能力与LAMP等温扩增技术结合，开发了一种比色/荧光交叉验证的双模态试纸条便携联检传感平台。该平台可成功实现单增李斯特菌致病 (hly) 及耐药基因 (lde) 的同步、高灵敏、便携、精准检测。通过设计双靶点特异性LAMP引物及PfAgo识别探针，利用LAMP高效扩增靶标核酸后，PfAgo精准切割扩增产物生成单链guide DNA，并触发级联反应切割荧光标记的报告探针，并触发级联反应，切割荧光标记的报告探针或连接试纸条探针的linker DNA，巧妙地将靶核酸信号转换为比色信号和荧光信号。多模态输出方式相互验证，保证了检测的准确性。该平台在45 min内该平台在45分钟内可实现1 CFU/mL的单菌级检测，灵敏度较传统qPCR技术提升两个数量级，适用于痕量靶标精准检测。此外，团队还设计了3D打印便携式检测仪与配套智能手机App，首次将PfAgo-rLFTS传感平台和智能手机进行结合，用于病原体可现场部署的高效便携检测。本传感平台灵敏度高、特异性强，可摆脱了大型仪器设备依赖，为食源性致病菌的快速、便捷、超灵敏的便携式现场检测提供了全新的技术解决方案。


全文总结

在本研究中，作者首次将PfAgo与rLFTS相结合，建立了一种快速、超灵敏、便携式的现场检测方法，用于单增李斯特菌的致病与耐药基因同步联检。通过引入比色和荧光交叉验证的双模态输出平台，进一步提升了检测的灵敏度与可靠性。基于定制化的3D打印便携式检测仪与配套的智能手机应用，该方法可在45 min内实现单细胞级别(1 CFU/mL) 的超灵敏检测与多靶标现场分子诊断。这项技术不仅为单增李斯特菌检测提供了新方案，更有望拓展至其他食源性致病菌多重检测，为食品安全监测、临床诊断与公共卫生防控筑起一道“超灵敏防线”，推动食源性疾病防控从“事后追溯”向“事前预警”转变。


原文链接   https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.139219