金黄色葡萄球菌是全球食源性疾病的主要原因之一，也是奶牛乳腺炎的最主要致病菌之一，对动物健康和食品质量安全构成重大风险。近日，中国农业科学院上海兽医研究所联合湖北大学和上海交通大学，采用晶体管生物传感器在便携式系统中实现了对金黄色葡萄球菌基因组的免扩增、免标记的快速检测策略。相关成果发表在《Chemical Engineering Journal》（IF=15.1）。

快速准确的分子诊断在生命科学、食品安全和环境监测等领域发挥重要作用。尽管传统PCR、荧光定量PCR等核酸检测方法准确度高，但通常需要复杂的标记程序和长时间的扩增反应过程，存在检测过程耗时长、分析程序复杂、设备庞大且依赖专业技术人员等问题。

本研究采用了一种成本低廉且高度敏感的液栅石墨烯晶体管生物传感器，通过精心设计的靶标DNA序列筛选和金传感栅极表面特异性单链DNA修饰，优化了DNA探针的碱基类型和数量，从而改善了其在电极表面的构象。这一优化显著提高了探针与金黄色葡萄球菌基因组DNA靶标的杂交效率。利用该界面工程技术，研究人员成功实现了在27分钟内对金黄色葡萄球菌基因组进行免扩增和免标记的快速定量检测。实验结果显示，该传感器拥有广泛的线性检测范围(10^-17 M ~ 10^-8 M)。

该生物传感器集成到便携式检测系统中，实现了信号的采集、处理、传输和显示功能的一体化。这一系统能够快速定量检测牛奶样品中的金黄色葡萄球菌基因组，大大简化了检测流程，有望为动物疫病诊断和食品安全检测领域提供一种更迅速、更经济的病原核酸检测平台。

该研究得到上海市科学技术委员会科技创新行动计划项目、上海市科技兴农重点攻关项目等项目的资助。中国农业科学院上海兽医研究所蒋蔚研究员、上海交通大学唐伟副研究员和湖北大学李金华教授为论文共同通讯作者，硕士研究生郑佳媛为论文第一作者。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894724048174?via%3Dihub