鼠伤寒沙门氏菌是一种常见的食源性病原体，广泛存在于肉类食品中，对人类健康构成严重威胁。传统的细菌检测方法，如培养、酶联免疫吸附试验（ELISA）和聚合酶链式反应（PCR），虽然检测结果稳定，但存在耗时长、灵敏度不足和样本预处理复杂等局限性。随着微流控技术和生物传感器的发展，研究人员开始探索更为快速、灵敏且操作简便的检测方法。基于颜色反应的生物传感器因其直观、易操作的特点，被认为是现场快速检测的理想选择。
近期，中国农业大学林建涵教授团队设计了一种新型的手指驱动微流控生物传感器，旨在提高沙门氏菌检测的效率和准确性，以满足食品安全检测的迫切需求。相关研究以“Multiplex nanozymatic biosensing of Salmonella on a finger-actuated microfluidic chip”为题目发表于期刊《Lab on a Chip》。
本文要点：
1、本研究开发了一种手指驱动的微流控生物传感器，用于快速、灵敏地检测沙门氏菌。
2、该传感器利用免疫纳米磁珠进行特异性细菌分离，免疫金@铂钯纳米粒子进行特异性细菌标记，手指驱动混合器进行高效免疫反应，此外，还配备了两个同轴可旋转磁场用于纳米磁珠捕获（外侧）和磁控阀门控制（内侧）。
3、通过手指驱动混合器将预载细菌、纳米粒子和纳米酶混合，形成纳米粒子-细菌-纳米酶复合物，由外部磁场捕获。
4、旋转内部磁场依次洗涤复合物并推动H2O2-TMB底物使其重悬，从而引发无色TMB被催化氧化为蓝色TMBox产物，然后通过图像分析确定细菌含量。
5、这种简单的生物传感器可在45分钟内完成低至9CFU/样本的沙门氏菌检测。
全文总结/概括：
手指驱动的微流控生物传感器在检测沙门氏菌时相比传统方法有哪些改进？
1、操作简便：手指驱动的微流控生物传感器通过手指按压操作，无需外部电源或复杂设备，使得检测过程更加简便快捷。
2、快速检测能力：该传感器能在45分钟内完成检测，相比传统培养或分子生物学方法，大大缩短了检测时间。
3、灵敏度提升：利用免疫纳米磁珠和免疫金@铂钯纳米粒子的特异性标记与信号放大，提高了检测的灵敏度，能够检测到低至9CFU/20μL的沙门氏菌。
4、多重检测能力：该传感器能够实现对多个目标细菌的同时检测，提高了检测效率并扩展了应用范围。
5、成本效益：相比传统方法，该传感器的成本更低，有利于广泛应用。
金@铂钯纳米粒子在该生物传感器中的作用是什么？
1、信号放大：金@铂钯纳米粒子具有优异的过氧化物模拟酶活性，能有效催化H2O2-TMB底物生成强烈的蓝色TMBox产物，从而放大检测信号，提高灵敏度。
2、特异性识别：通过修饰单克隆抗体，金@铂钯纳米粒子能够特异性地识别并结合目标细菌，提高了检测的选择性。
3、催化效率：金@铂钯纳米粒子展现出优异的催化效率，加速了颜色变化反应，使检测结果更快显现。
4、稳定性和重复性：这些纳米粒子具有良好的化学和物理稳定性，保证了检测过程中的信号稳定性和重复性。
5、环境适应性：金@铂钯纳米粒子在不同环境条件下均能保持催化活性，使传感器适用于多变的检测环境。
图1.用于沙门氏菌检测的生物传感器示意图。
图2.磁控阀门的验证。
图3.Au@PtPd纳米粒子的表征。
图4.比色生物传感器的优化。
图5.比色生物传感器的性能。
原文链接：https://doi.org/10.1039/D4LC00291A
