综述：用于食品中食源性致病菌检测的荧光生物传感器：一项全面综述

《Analytical Methods》：Fluorescent biosensors for the detection of foodborne pathogenic bacteria in food: a comprehensive review

本综述系统评述了荧光生物传感器在检测常见食源性致病菌中的最新进展，重点介绍了功能纳米材料、扩增技术、CRISPR/Cas系统及Argonaute蛋白等信号放大策略的应用，分析了其在多重检测、实时定量、抗干扰能力及现场适用性等方面的性能，并展望了未来发展趋势与挑战，为食品安全监测技术创新提供了重要见解。

　　

荧光生物传感器：守护食品安全的灵敏“哨兵”

引言：应对食源性致病菌的挑战

食品中食源性致病菌的污染对全球食品安全和公共卫生构成重大挑战。开发快速、灵敏且特异的检测技术因此变得至关重要。传统检测方法受限于耗时长、操作复杂以及依赖大型仪器等缺点，难以满足现场快速检测的需求。荧光生物传感器将高特异性的生物识别元件与高灵敏度的荧光信号输出相结合，在检测食源性病原体方面展现出显著优势。

荧光生物传感器的核心构成与优势

荧光生物传感器的性能核心在于其两大组成部分：生物识别元件和信号转导系统。识别元件如抗体、核酸适配体（Aptamer）或酶，能够像“智能锁”一样精准识别并结合特定的致病菌靶标。随后，这种特异性结合事件通过荧光信号的变化被转化为可定量读取的光学信息。荧光检测本身具有灵敏度高、操作简便的优势，使得这类传感器在复杂食品基质中也能实现对目标菌的低浓度检测。

先进的信号放大策略

为了提高检测的灵敏度和降低检测限，多种信号放大策略被成功集成到荧光生物传感器中。

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  功能纳米材料：量子点（QDs）、上转换纳米粒子（UCNPs）、金纳米棒（AuNRs）和碳点（CDs）等纳米材料，因其独特的光学性质、大比表面积和易于功能化修饰的特点，被广泛用作荧光标记物或荧光共振能量转移（FRET）的供体/受体，显著增强了信号强度。
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  核酸扩增技术：环介导等温扩增（LAMP）和重组酶聚合酶扩增（RPA）等等温扩增技术，能够在恒定温度下快速扩增目标核酸序列，与荧光检测结合后，实现了对致病菌核酸的超灵敏检测。
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  CRISPR/Cas系统：特别是CRISPR/Cas12a、CRISPR/Cas13a等系统，在识别特定核酸序列后，会被激活其“附带切割”活性，非特异性切割周围的荧光报告分子，从而产生强烈的信号放大效应，被誉为检测领域的“基因剪刀”。
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  Argonaute蛋白：作为一种新型的核酸引导的核酸内切酶，Argonaute蛋白在常温下即可高效切割靶DNA，为开发无需复杂温度控制的快速核酸检测提供了新工具。

性能评估与现场应用前景

一篇优秀的综述不仅关注技术本身，还深入评估其实际应用潜力。该文分析了荧光生物传感器在多病原体同时检测（多重检测）、实时定量分析、复杂食品样本中的抗干扰能力以及设备便携性（现场适用性）等方面的性能指标。集成微流控芯片或试纸条格式的传感器设计，正朝着实现真正意义上的现场快速检测方向发展，为食品安全监管和疫情预警提供了强有力的技术支撑。

未来展望与挑战

尽管荧光生物传感器取得了长足进步，但仍面临一些挑战。例如，如何进一步提高在实际食品样本中的准确性和可靠性，降低检测成本，简化操作流程，以及实现检测设备的智能化和数据化。未来研究将致力于开发更稳定、更特异的识别元件，探索多模态传感策略，并推动这些先进技术从实验室走向市场，最终为保障公众健康做出更大贡献。