(通讯员:李意)近日,我院精准兽药创制团队在食源性致病菌快速检测取得新进展,相关成果以“Defect-Engineered Fe-B MOFs with Intrinsic Neutral-pH Recognition for Accelerated Dual-Mode Detection of Staphylococcus aureus”为题发表在国际期刊《ACS Sensors》。研究团队设计构建了一种具有中性pH内源识别能力的缺陷工程铁-硼金属有机框架(Fe-B MOF),揭示了其增强硼酸亲和识别的分子机制,并建立了比色-电化学双模检测平台,实现了金黄色葡萄球菌的快速、高灵敏检测。
金黄色葡萄球菌是重要的食源性致病菌之一,传统检测方法普遍存在检测周期长、操作复杂等问题。硼酸亲和材料因能够识别细菌表面糖链而备受关注,但传统硼酸配体通常只能在碱性条件下发挥作用,在食品样品常见的中性环境中识别能力明显下降,限制了其实际应用。
针对这一难题,研究团队采用缺陷工程结合配体异构体调控策略,构建了新型Fe-B MOF材料。材料中的分子内B-O配位能够稳定硼酸活性构型,使其在中性条件下仍具有优异的细菌识别能力。同时,缺陷结构形成丰富的不饱和铁活性位点,可加速催化原位生成普鲁士蓝纳米颗粒,实现比色和电化学双信号同步放大。结合密度泛函理论(DFT)计算,阐明了缺陷调控增强中性条件硼酸亲和识别的分子机制。
基于该材料构建的双模检测平台兼具可视化快速筛查和精准定量能力,电化学检测限低至34 CFU/mL,并在牛奶、猪肉等实际食品样品中表现出良好的准确性和稳定性,为复杂食品基质中致病菌快速检测提供了新的技术方案。该研究为开发具有内源识别能力的新型MOFs材料提供了新的设计思路,也为食品安全快速检测和生物传感技术的发展提供了理论基础和技术支撑。

我院2022级博士研究生李意和2021级硕士研究生应雨朋为论文第一作者,谢书宇教授和陈冬梅教授为共同通讯作者。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费专项资金等项目资助。
审核人:谢书宇
文章链接://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssensors.6c00215