E. coli O157:H7是一种常见的病原体，对食品安全构成重大威胁[1]。牛和羊是其主要宿主[2]。在人类中，感染通常通过食用受污染的食物或饮料发生，例如未煮熟的肉类、未经巴氏杀菌的乳制品、果汁以及被动物粪便污染的农产品。除了食物传播外，还有直接接触动物、人与人之间的传播以及母婴垂直传播的证据[3]。
摄入含有E. coli O157:H7的受污染食物后，细菌会在肠道中定植并产生志贺毒素（Stx1和Stx2）。这些毒素可以穿透肠壁，扩散到器官，导致严重的腹痛、水样腹泻、血便、出血性结肠炎、溶血性尿毒综合征和肾脏损伤[4]。由产志贺毒素的大肠杆菌（STEC）引起的感染，即使只需10-100个细菌，也可能导致严重并发症，尤其是在儿童和免疫功能低下的人群中[5]。
近年来，E. coli O157:H7的爆发日益威胁人类和全球公共卫生。因此，必须在非常低的水平上检测这些微生物，进行快速分析，并区分不同菌株以防止和管理疫情。由于大多数疫情是通过食物传播的，因此迫切需要快速、灵敏的方法来确保食品安全[6]。
传统的微生物培养方法仍然是识别有害细菌的主要手段。这些方法包括预富集、分离和根据细菌在测试中的生长和反应计数菌落[7]。通常，样品首先在肉汤中培养以帮助细菌繁殖，然后将其接种到特殊培养基上分离。疑似菌落通过生化或血清学测试进行检测，有时也使用分子方法。其他选项包括酶联免疫吸附测定（ELISA），用于检测抗原-抗体反应，以及核酸扩增方法如PCR、qPCR和LAMP[8]。虽然这些方法可靠，但通常至少需要一天时间，因此不适合快速或现场检测[9],[10]。显然需要更快、更可靠、更灵敏且更经济的细菌检测方法。
近年来，表位印迹技术在生物传感器开发中越来越受欢迎。它常用于针对特定生物分子或蛋白质的诊断工具中。通常，表位代表整个蛋白质[11]。选择正确的表位可以简化传感器的合成，特别是当使用具有特定识别位点的形状记忆聚合物时[12]。表位是一个独特的氨基酸序列；然而，选择有效的表位取决于其与其他蛋白质的差异性[11]。与使用整个蛋白质相比，表位模板在印迹过程中更耐用和稳定[11]。此外，表位的小尺寸有助于避免常见的蛋白质相关问题并减少非特异性结合[13]。
表位印迹相比块状、颗粒状和表面印迹方法具有多个优势。从小模板上分离印迹材料更容易。对溶剂和试剂的选择限制较少。仅使用蛋白质的一小部分可以降低模板复杂性，从而减少非特异性相互作用并提高结合亲和力。此外，由于许多蛋白质成本高昂且难以从天然来源纯化，肽序列可以相对低成本地商业化合成[14],[15],[16],[17]。
最近，发光石墨烯量子点（GQDs）因其优异的性能而受到广泛关注，包括出色的光稳定性、生物相容性、高水溶性、小尺寸、可调的光致发光和电致发光以及环保性[18]。这些特性使它们能够应用于各种领域，包括生物成像、光伏设备和传感器开发[19],[20]。由于这些特性，GQDs被广泛用于检测小有机分子、金属离子和生物物种[19]。
最近基于量子点（QD）的荧光检测方法在E. coli O157:H7方面取得了进展，这些方法依赖于抗体和适配体等生物受体来实现选择性。QDs在条带或设备集成方法中作为高强度信号报告器。Qiao等人结合了免疫磁分离和QD纸条，利用溶解触发的淬灭和放大效应，肉眼即可检测到500 cfu/mL的细菌浓度，展示了其在添加样品中的应用[21]。Zheng等人引入了双壳二氧化硅-QD纳米珠标签（Si@DQD）用于双通道荧光侧向流动分析（LFA），可在大约15分钟内快速获得结果，检测限为50个细胞/mL[22]。Zhang等人通过开发智能手机辅助的水凝胶平台提高了便携性和定量可靠性，该平台使用适配体功能化的双发射碳点进行比率荧光检测，实现了E. coli O157:H7的检测限为8 cfu/mL，尽管选择性仍依赖于适配体识别[23]。除了生物受体策略外，还出现了两种无需抗体和适配体的方法。Momeni等人开发了一种比率系统，使用糖基化碳点（信号）和CdTe QDs（参考）在约30分钟内检测到10^1至10^8 cfu/mL的细菌，选择性基于天然配体之间的相互作用[24]。Soysald?等人改进了磁性核壳Fe2O3@CdSe/ZnS QDs用于纸基设备，通过电化学阻抗谱（EIS）和光学寿命淬灭实现了10^2至10^8 cfu/mL的检测范围，检测限为2.7×10^2 cfu/mL，整个过程大约需要30分钟[25]。CD-AuNP荧光淬灭结构也被研究用于检测E. coli O157:H7。Saad等人观察到从0.01至200 nM的淬灭响应，目标物质的检测限约为1.03 nM[26]。这些研究展示了信号强度、条带集成、比率准确性和便携性的改进。然而，一个挑战仍然存在：快速的全细胞检测通常依赖于抗体、适配体或天然配体，而不是在量子点界面工程化合成识别位点。
据我们所知，这种方法在现有文献中尚未被记录。由于表位印迹纳米结构点具有较大的表面积和薄的聚合物层，目标分子可以在60分钟内被识别和分离。由于其增强的特性，包括快速重新结合、可重复性、稳定性、高亲和力和选择性，表位印迹提供了一种有前途的替代方案，可以替代昂贵且耗时的电化学技术。此外，这种方法减少了非特异性吸附，从而提高了检测准确性和可靠性。
本研究旨在开发一种新型荧光传感器，使用印有三种特定表位（KT-12、TV-10和YA-13）的量子点，这些表位与细菌相关。肽模板KT-12（KASITEIKADKT）、TV-10（KATSGDKQTV）和YA-13（LPGVNVNTPNVYA）选自已知的或预测的E. coli O157:H7 B细胞表位区域[27]。尽管没有进行专门的计算机模拟交叉反应性筛选，但通过实验选择性和干扰研究评估了传感器的特异性。这些研究比较了目标细菌与相关致病性大肠杆菌血清型（O26:H11、O111:H8、O121:H9、O127:H21）以及代表分类和结构多样性的非目标细菌（如沙门氏菌鼠伤寒亚种（革兰氏阴性，与E. coli同属）和单核细胞增生李斯特菌（革兰氏阳性，不同科）的荧光响应。
