食源性疾病如同潜伏在食物链中的 “隐形杀手”，每年让约 6 亿人饱受病痛折磨，夺走 42 万条生命，还带来超 952 亿美元的经济损失。传统检测食源性病原菌（如大肠杆菌 Escherichia coli、金黄色葡萄球菌 Staphylococcus aureus）的方法，像生化测试、聚合酶链反应（PCR）等，耗时长且依赖实验室，难以满足现场实时监测需求。如何快速、灵敏地在复杂食品基质中揪出这些致病微生物，成为全球食品安全领域的紧迫难题。
为攻克这一挑战，布尔杜尔梅赫梅特阿基夫埃尔索伊大学（Burdur Mehmet Akif Ersoy University）的研究人员开展了一项创新研究，相关成果发表在《Food Bioscience》。他们开发出一种基于铁金属有机框架（Fe-MOF）的 “开启” 型荧光生物传感器，成功实现了对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的快速检测，为食品安全监测提供了新利器。
研究中，研究人员主要采用了以下关键技术方法：通过溶剂热法合成 Fe-MOF，并运用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X 射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜 - 能量色散 X 射线光谱（SEM-EDX）和热重分析（TGA）对其进行表征；将 Fe-MOF 与细菌悬浮液相互作用，利用荧光光谱技术监测荧光信号变化，评估传感器在磷酸盐缓冲盐水（PBS）、饮用水和牛奶等不同基质中的检测性能。
合成与表征 Fe-MOF
在 50 mL 聚四氟乙烯内衬的高压釜反应器中，通过混合配体溶剂热法合成 Fe-MOF。FTIR 光谱显示，3425 cm-1处的宽峰对应 O-H 伸缩振动，表明存在羟基或吸附水分子；3043 cm-1和 2987 cm-1处的峰归因于芳香族有机连接体的 C-H 伸缩振动，证实了框架的成功合成。XRD 图谱显示出特征衍射峰，表明 Fe-MOF 具有高结晶度。SEM-EDX 分析显示其具有均匀的元素分布，热重分析表明 Fe-MOF 具有良好的热稳定性。
荧光响应机制与检测性能
当 Fe-MOF 与目标细菌相互作用时，细菌表面成分触发电子转移调控，导致传感器荧光显著增强。在三种基质中，该传感器对金黄色葡萄球菌的检测限低至 0.464 log CFU/mL，对大肠杆菌的检测限为 0.584 log CFU/mL，能在不到 1 小时内完成检测，且回收率在 95–104% 之间，证实了其在实际样品分析中的实用性。
选择性与抗干扰能力
研究还考察了传感器对其他细菌（如鼠伤寒沙门氏菌 Salmonella Typhimurium、单核细胞增生李斯特菌 L. monocytogenes）的选择性。结果表明，Fe-MOF 传感器对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有高度选择性，其他细菌的存在几乎不影响检测信号，显示出良好的抗干扰能力。
这项研究开发的 Fe-MOF 基荧光传感器，凭借快速、灵敏、选择性高以及能在多种复杂基质中稳定工作等优势，填补了生物传感器研究在实际食品安全应用中的关键空白。其基于电子转移调控的 “开启” 荧光机制，为设计新型微生物检测工具提供了新思路。该传感器在食品加工、环境监测等领域具有广阔应用前景，有望显著提升食源性病原体的现场快速检测能力，为保障全球食品安全和公众健康发挥重要作用。研究通过对 Fe-MOF 结构和性能的深入剖析，以及在真实样品中的成功验证，为金属有机框架材料在生物传感领域的实际应用奠定了坚实基础。
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