基于空间限域效应激活纳米机器的无电源食源性病原体现场检测技术CEANMA

《Biosensors and Bioelectronics》：Power-free and sensitive on-site detection of a foodborne bacterial pathogen via Confinement Effect Activated Nanomachines-Mediated Amplification (CEANMA)

本文开发了一种无需外部电源、高灵敏度的食源性病原体现场检测方法CEANMA。该方法通过DNA纳米机器在病原体表面的空间限域效应触发滚环扩增（RCA），结合CRISPR/Cas12a系统产生荧光信号，仅需42°C恒温反应。配套的便携式设备采用化学加热包和手摇发电LED模块，突破了冷链和电力基础设施限制，为低收入国家食品安全监测提供了创新解决方案。

　　

亮点

检测原理

CEANMA采用一对DNA工程化纳米机器（Nanomachine I和Nanomachine II），当它们在目标细菌表面共定位时，可触发邻近诱导的滚环扩增（RCA）。

Nanomachine I由金纳米颗粒核心构成，表面修饰两种单链DNA：结合链（Binding Strand）和间隔链（Spacer Strand）（图1a）。每条结合链包含一个3‘端硫醇修饰的聚胸腺嘧啶结构域（T₆₀）和一个5’端的胆固醇分子，后者能像“分子锚”一样嵌入细菌膜。

结论

我们成功开发了基于空间限域效应激活纳米机器介导的扩增（CEANMA）技术，用于实现无电源、高灵敏度、可视化的食源性病原体（以沙门氏菌肠炎亚种为例）现场检测。通过将CEANMA assay与定制便携式设备集成，有效解决了传统生物传感方法对外部电源、冷链物流和复杂操作流程的依赖。