一种便携式电位适体传感器，利用离子通量聚合物膜快速检测肉类和水中的鼠伤寒沙门氏菌

《Food Analytical Methods》：Portable Potentiometric Aptasensor Using an Ion Flux Polymer Membrane for Rapid Detection of Salmonella Typhimurium in Meat and Water

便携式无标记电位aptasensor基于离子通量聚合物膜，通过智能手机电位计快速检测肉和水中的沙门氏菌，8分钟内实现1-10^4 CFU/mL线性范围和1 CFU/mL检测限，验证其在复杂基质中高准确性（回收率96-108%，RSD<5.7%）和特异性，长期存储稳定性良好。

　　

摘要

快速准确地检测食源性病原体，尤其是沙门氏菌 Typhimurium（S. Typhimurium），对于确保食品的质量和安全至关重要。本研究介绍了一种便携式、无标记的电位测定型适配体传感器，该传感器利用离子通量聚合物膜实现对肉类和水中S. Typhimurium的灵敏快速检测，并通过基于智能手机的电位计进行操作。该传感器采用固定在固态接触离子选择性电极上的特异性适配体，电极上包含阳离子标记物以及经过激光诱导石墨烯改性的羧基化聚（氯乙烯）膜。当S. Typhimurium的外膜蛋白D与其适配体结合时，会阻碍阳离子通过膜的流动，从而产生可测量的电位变化，使得在8分钟内即可实现定量检测。该检测方法的线性范围为1–10,000 CFU/mL，检测限为1 CFU/mL，灵敏度为16.572 mV/decade。在多种肉类和水样（包括地下水、自来水、饮用水、猪肉和鸡肉）中验证了传感器的性能，其检测结果与ISO 19250:2010标准及商用侧向流动免疫测定法一致。添加了病原体的肉样中，回收率介于96%至108%之间，相对标准偏差低于5.7%，表明该传感器在复杂样品中的检测准确性较高。此外，该适配体对S. Typhimurium具有极高的特异性，并且在储存三周后仍保持超过90%的灵敏度，证实了其良好的储存稳定性和实际应用价值。这些结果表明，所提出的便携式适配体传感器非常适合用于食品中S. Typhimurium的常规现场检测，是快速食品安全监测的宝贵工具。

图形摘要

快速准确地检测食源性病原体，尤其是沙门氏菌 Typhimurium（S. Typhimurium），对于确保食品的质量和安全至关重要。本研究介绍了一种便携式、无标记的电位测定型适配体传感器，该传感器利用离子通量聚合物膜实现对肉类和水中S. Typhimurium的灵敏快速检测，并通过基于智能手机的电位计进行操作。该传感器采用固定在固态接触离子选择性电极上的特异性适配体，电极上包含阳离子标记物以及经过激光诱导石墨烯改性的羧基化聚（氯乙烯）膜。当S. Typhimurium的外膜蛋白D与其适配体结合时，会阻碍阳离子通过膜的流动，从而产生可测量的电位变化，使得在8分钟内即可实现定量检测。该检测方法的线性范围为1–10,000 CFU/mL，检测限为1 CFU/mL，灵敏度为16.572 mV/decade。在多种肉类和水样（包括地下水、自来水、饮用水、猪肉和鸡肉）中验证了传感器的性能，其检测结果与ISO 19250:2010标准及商用侧向流动免疫测定法一致。添加了病原体的肉样中，回收率介于96%至108%之间，相对标准偏差低于5.7%，表明该传感器在复杂样品中的检测准确性较高。此外，该适配体对S. Typhimurium具有极高的特异性，并且在储存三周后仍保持超过90%的灵敏度，证实了其良好的储存稳定性和实际应用价值。这些结果表明，所提出的便携式适配体传感器非常适合用于食品中S. Typhimurium的常规现场检测，是快速食品安全监测的宝贵工具。

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