近日，中国农大信息与电气工程学院林建涵教授团队在传感器领域著名期刊《生物传感器与生物电子学》（Biosensors and Bioelectronics）发表最新研究成果，题为“利用旋转磁场实现细菌磁泳分离，促进沙门氏菌的比色生物传感检测”(Semi-circle magnetophoretic separation under rotated magnetic field for colorimetric biosensing of  Salmonella )。该研究巧妙地结合电子工程、生物技术和纳米材料等交叉学科知识，利用免疫磁泳分离和模拟酶催化等技术，突破了磁细菌和游离磁珠分离的难题，不仅极大节省了检测成本，还显著简化了检测过程。

由于食品背景复杂、致病菌数量少，因此致病菌分离已成为其快速灵敏检测的重要步骤。虽然常规免疫磁分离技术利用免疫纳米磁珠可以特异分离和高效富集目标细菌，但是由于游离磁珠和磁细菌无法分开，因此很难直接利用纳米磁珠作为标记物进行细菌检测，仍然需要采用酶标记或荧光标记等方法才能实现目标细菌的定量分析。针对磁细菌与游离磁珠分离问题，该研究提出了一种新型的微流控磁泳分离技术，实现了磁细菌与游离磁珠的流动分离，并结合比色生物传感技术，实现了沙门氏菌的快速灵敏检测。首先，将铂纳米颗粒修饰的免疫纳米磁珠与细菌样品混合形成磁细菌，并进行磁分离得到纯化的游离磁珠与磁细菌的混合物。然后，将该混合物与鞘流（PBS）一起注入半圆形的磁泳分离通道，在旋转磁场作用下，由于磁细菌与磁珠所受磁力存在差异，导致它们在通道内产生不同的偏移位置，从而实现了磁细菌与游离磁珠的连续流动分离。最后，将分离的磁细菌和游离磁珠分别回收，并作为纳米酶对过氧化氢-四甲基联苯胺底物进行催化，再通过比色分析，计算得到细菌数量。

中国农业大学是该研究工作的第一完成单位，美国阿肯色大学是合作完成单位，硕士研究生丁颖为第一作者，林建涵教授为通讯作者，该研究工作得到了国家自然科学基金（32071899）的资助。林建涵教授团队一直致力于融合工程技术、生物技术和纳米材料，研究开发新型的生物传感器技术与装备，为保障食品安全和动物防疫提供系统解决方案，近5年已在《生物传感器与生物电子学》（Biosensors and Bioelectronics）、《ACS传感器》（ACS Sensors）、《传感器与执行器B：化学》（Sensors and Actuators B: Chemical）、《治疗诊断学》（Theranostics）、《芯片实验室》（Lab on a Chip）、《食品化学》（Food Chemistry）、《分析化学》（Analytical Chemistry）等不同学科顶级期刊发表六十余篇研究论文。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566323001720