免疫磁分離技術(shù)在食源性致病菌快速檢測中的研究進(jìn)展

曹 瀟，趙力超，陳 洵，謝 會(huì)，張竟豐，劉卓坤，王 麗,*

（1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東 廣州 510642；2.暨南大學(xué)食品安全與營養(yǎng)研究院，廣東 廣州 510632；3.廣州雙螺旋基因技術(shù)有限公司，廣東 廣州 510006）

食源性細(xì)菌感染和疾病一直以來被認(rèn)為是全球公共衛(wèi)生的主要威脅，在全世界范圍內(nèi)造成了嚴(yán)重的健康威脅和社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失，始終是研究人員亟需解決的首要問題[1]。有效預(yù)防和控制食源細(xì)菌的污染關(guān)鍵在于病原微生物的快速篩查，通常包括樣品采集、樣品前處理和微生物檢測等步驟[2]。樣品采集通?？刹捎脟覙?biāo)準(zhǔn)方法，微生物快速檢測可采用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（polymerase chain reaction，PCR）、酶聯(lián)免疫吸附測定（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）、生物傳感器等傳統(tǒng)或新型方法。然而，由于動(dòng)物和食品樣品均比較復(fù)雜，通常需要進(jìn)行有效的樣品前處理才能得到準(zhǔn)確可靠的檢測結(jié)果，現(xiàn)有的膜過濾和離心等傳統(tǒng)方法分別是基于分子大小和質(zhì)量，均沒有特異性，存在較大的局限性。因此，迫切需要開發(fā)食品樣品前處理新技術(shù)，以提供自動(dòng)化、簡單、準(zhǔn)確和快速的系統(tǒng)，從樣品中分離和濃縮低濃度的目標(biāo)致病菌。

免疫磁分離技術(shù)（immunomagnetic separation，IMS）作為食物樣品有效的預(yù)濃縮技術(shù)，能夠快速地從復(fù)雜的食品基質(zhì)中選擇性分離和濃縮靶細(xì)菌[3-4]。同時(shí)還因其具有靶向特異性強(qiáng)、操作方便、分離效率高等特點(diǎn)，而且能有效減輕過程交叉污染，已被證明是最具潛力的食品樣品前處理技術(shù)[5]。IMS常結(jié)合下游檢測方法，如顯色培養(yǎng)基[6]、PCR及衍生技術(shù)[7]、免疫學(xué)方法[8]、生物傳感器[9]、微流體[10]等實(shí)現(xiàn)多種不同食品基質(zhì)中致病性大腸桿菌O157:H7[11]、副溶血性弧菌[12]、沙門氏菌[13]、單增李斯特菌[14]、金黃色葡萄球[15]等常見致病菌的快速或在線分析檢測。本文歸納總結(jié)IMS在食源性致病菌快速檢測中應(yīng)用的最新進(jìn)展，以期為其進(jìn)一步創(chuàng)新、IMS快速檢測試劑盒的研發(fā)應(yīng)用以及與其他檢測技術(shù)的深度融合提供新思路，使其更好地服務(wù)于食源性致病菌的快速篩查。

1 IMS富集食源性致病菌的原理

IMS通過磁珠的磁響應(yīng)性和免疫學(xué)反應(yīng)富集食源性致病菌，其作用原理如圖1[16]所示，超順磁性顆粒其表面經(jīng)化學(xué)修飾后，與靶細(xì)菌特異性的活性蛋白質(zhì)結(jié)合制成免疫磁珠（immunomagnetic beads，IMBs），然后IMBs上的抗體將會(huì)特異性識(shí)別與捕獲待檢樣品中的目標(biāo)菌，形成IMBs-目標(biāo)菌復(fù)合物。最后依靠磁場的作用力快速地使復(fù)合物與樣品中其他雜質(zhì)分離，從而達(dá)到高效、精準(zhǔn)濃縮目標(biāo)微生物的目的。

圖1 IMS原理圖[16]Fig. 1 Schematic illustration of IMS[16]

2 影響磁分離效果的主要因素

磁分離效果是檢驗(yàn)IMS從復(fù)雜樣品基質(zhì)中分離濃縮目標(biāo)微生物能力的標(biāo)準(zhǔn)，而IMS的有效性和穩(wěn)定性依賴于IMBs和富集條件，如何讓磁分離效果達(dá)到最佳的狀態(tài)，需考慮到以下影響因素。

2.1 磁珠

表1 磁珠的制備方法及特點(diǎn)Table 1 Synthetic methods of magnetic beads and its characteristics

磁珠是IMS應(yīng)用的物質(zhì)基礎(chǔ)。目前磁珠的合成手段如表1所示，也可直接購買成熟的商品化磁珠，進(jìn)口的有Invitrogen Dynabeads磁珠、Bangs微球、Polysciences等，國內(nèi)有上海奧潤微納公司和廈門鑫海公司等生產(chǎn)磁珠。磁珠的粒徑和數(shù)量是影響磁分離效果的重要因素。Shan Shan等[17]研究不同粒徑（180、350、1 150 nm）磁珠對磁分離效果的影響，結(jié)果表明隨著磁珠尺寸的減小，靶細(xì)菌捕獲率增加。這可能是由于磁珠粒徑越小，其比表面積就越大，從而能夠捕獲到更多的靶細(xì)菌。Brandao[18]、牛牧[19]等也證實(shí)了這一點(diǎn)，磁珠粒徑的確對捕獲效率存在較大的影響。但Chen Jing等[20]研究表明，IMBs粒徑不僅能影響目標(biāo)菌的捕獲效率，還對樣品基質(zhì)中非特異性結(jié)合率產(chǎn)生顯著影響。另外，IMS的回收效率也會(huì)隨著IMBs劑量的增加而增加至飽和狀態(tài)[21]。

2.2 表面功能基團(tuán)修飾

直接使用未修飾的磁性微粒偶聯(lián)抗體等物質(zhì)時(shí)，不僅偶聯(lián)效率低，而且易被外界空氣氧化，不利于保存。因此，研究人員常對合成的磁性微粒進(jìn)行表面修飾，使其帶有所需的活性基團(tuán)。鐘子清等[27]比較了抗體直接偶聯(lián)和鏈霉親和素-生物素介導(dǎo)偶聯(lián)的IMBs對單增李斯特菌富集效果的影響。結(jié)果表明，鏈霉親和素-生物素介導(dǎo)偶聯(lián)IMBs的捕獲效率約是直接偶聯(lián)法的3 倍。Li Fulai等[28]研究表明，經(jīng)生物素修飾后的IMBs不僅對單增李斯特菌表現(xiàn)出超強(qiáng)的捕獲能力，當(dāng)細(xì)菌濃度低于104CFU/mL時(shí)，有超過90%的單增李斯特菌被捕獲。更重要的是，相比以前直接使用抗體共軛磁性納米粒子，抗體劑量減少了10 倍。此外，IMBs修飾不同的功能基團(tuán)，其富集效果不同。蘇晨曦等[29]應(yīng)用羧基和甲苯磺酰氨基偶聯(lián)的IMBs與環(huán)介導(dǎo)基因恒溫?cái)U(kuò)增技術(shù)聯(lián)用檢測水產(chǎn)品中的副溶血性弧菌，結(jié)果表明，羧基偶聯(lián)的磁珠捕獲菌體的能力顯著優(yōu)于甲苯磺酰胺基（P＜0.05），兩種羧基磁珠富集效率分別達(dá)到79%和94%。

2.3 抗體的選擇

抗體是IMS中識(shí)別、捕獲和集中來自食物樣品中靶病原體的分子，對免疫磁分離效果具有至關(guān)重要的影響。為了使富集效果最佳，使用的抗體應(yīng)具備特異性好、排他性強(qiáng)與效價(jià)高等特點(diǎn)，即抗體與食源性致病菌需具備高親和度，且不與其他細(xì)菌進(jìn)行交叉反應(yīng)，抗原抗體結(jié)合反應(yīng)靈敏度高[30]?？贵w有單克隆抗體和多克隆抗體之分，在IMS分離食源性致病菌中均有應(yīng)用。單克隆抗體具有較高的穩(wěn)定性與特異性，其效果優(yōu)于多克隆抗體，但制備周期長、價(jià)格昂貴且敏感度不及多克隆抗體?？贵w的選擇至關(guān)重要，目前市面上專門針對食源性致病菌的抗體相關(guān)產(chǎn)品（抗血清、純抗體等）并不多見，特別是不常見食源病原微生物（表2）。國內(nèi)外食源性致病菌抗體品牌以美國Thermo Fisher公司、Meridian Life Science公司、KPL公司為代表，但價(jià)格昂貴且量少。也有研究人員選擇實(shí)驗(yàn)室自制抗體或?qū)⒖乖瓬缁詈蠼豢贵w公司免疫，但耗時(shí)長（至少需要2 個(gè)月時(shí)間），且抗體特異性和有效性較前者低。另外，在進(jìn)行大容量IMS的實(shí)際應(yīng)用研究時(shí)，活性抗體與磁珠和靶細(xì)菌結(jié)合的先后順序也會(huì)影響磁分離效果。這是由于固定在磁珠的抗體運(yùn)動(dòng)性能較游離抗體弱而導(dǎo)致真正捕獲在IMBs上目標(biāo)細(xì)菌的量少，特別是在大體積的體系中。為了確保免疫磁珠對靶細(xì)菌的高捕獲效率，Luo Dan等[31]采用新型IMS方法，即首先將生物素化單增李斯特菌單克隆抗體與10 mL單增李斯特菌特異性結(jié)合，然后與鏈霉親和素磁珠偶聯(lián)。結(jié)果表明巴氏殺菌乳中單增李斯特菌捕獲效率大于90%，而生物素化抗體的使用量僅約為常規(guī)IMS的7%，大幅節(jié)約了檢測成本。

表2 IMS中常用食源性致病菌抗體信息Table 2 Antibody information of common foodborne pathogenic bacteria captured by IMS

2.4 富集條件

食品中目標(biāo)菌的初始濃度，即食品基質(zhì)中病原微生物污染程度會(huì)對磁分離效果產(chǎn)生明顯影響作用。低濃度的樣本相比高濃度更易分離濃縮，李超輝等[39]證明了這點(diǎn)，加標(biāo)量為0.25～2.00 ng/g時(shí)回收率大于80%，而當(dāng)加標(biāo)量為5 ng/g時(shí)回收率降至61.2%。另外，富集時(shí)間也是影響分離效果的關(guān)鍵因素，將磁性微粒置于磁場上時(shí)，時(shí)間不能太短或太長，時(shí)間太長導(dǎo)致部分磁性微粒聚集而不易分散，形成大顆粒；時(shí)間太短會(huì)使部分磁性微粒隨廢棄液而棄去，最終降低結(jié)果的精確度。Escalante-Maldonado等[40]研究結(jié)果表明，持續(xù)振動(dòng)孵育30 min有利于增強(qiáng)IMBs與靶標(biāo)的關(guān)聯(lián)性，提高富集效率。同樣，在磁分離前3 min內(nèi)細(xì)菌回收率顯著增加，3 min后無顯著差異。外界加持的高梯度和強(qiáng)度磁場有助于提高細(xì)菌的分離效率，Lin Jianhan等[41]研究證明高梯度磁分離（high gradient magnetic separation，HGMS）是一種有效的方法。然而在HGMS作用下吸附柱易吸收非目標(biāo)磁性材料并造成復(fù)雜樣品中非磁性殘余物的阻塞，其研究仍存在一些挑戰(zhàn)。

3 IMS結(jié)合其他下游檢測技術(shù)在食源性致病菌檢測中的應(yīng)用

IMS主要解決樣品前處理中微生物分離富集這一難題，后續(xù)還需要結(jié)合其他下游檢測技術(shù)。目前已將IMS結(jié)合顯色培養(yǎng)基、PCR及衍生技術(shù)、免疫學(xué)方法、生物傳感器、微流體等應(yīng)用于食品安全分子檢測領(lǐng)域研究中。

3.1 結(jié)合顯色培養(yǎng)基的檢測

顯色培養(yǎng)基是一種基于細(xì)菌代謝特異性酶與相應(yīng)顯色底物反應(yīng)顯色的原理來鑒定細(xì)菌的檢測方法，結(jié)果直觀易獲取，其靈敏度和特異性均優(yōu)于傳統(tǒng)培養(yǎng)基。聞一鳴[42]、Wadud[43]、Bauwens[44]等的實(shí)驗(yàn)證明了聯(lián)合使用IMS與顯色培養(yǎng)基能夠準(zhǔn)確檢出目標(biāo)病原微生物，較國家標(biāo)準(zhǔn)檢測法用時(shí)短，且具有同等靈敏度。然而，顯色培養(yǎng)基法仍無法有效克服平板檢測的操作繁瑣、易漏檢和錯(cuò)檢等缺陷，已不能滿足現(xiàn)代食源性致病菌快速檢測的要求，逐漸被其他檢測技術(shù)替代。

3.2 結(jié)合PCR及衍生技術(shù)的檢測

PCR是一種針對目標(biāo)細(xì)菌特異性基因進(jìn)行核酸擴(kuò)增的分子生物學(xué)技術(shù)，包括普通PCR、可同時(shí)檢測多種細(xì)菌的多重PCR（multiplex PCR，mPCR）、基于核酸染料疊氮溴化丙錠（propidium monoazide，PMA）和疊氮溴化乙錠用于區(qū)分死活細(xì)胞的PCR、環(huán)介導(dǎo)恒溫核酸擴(kuò)增（loop-mediated isothermal amplification，LAMP）技術(shù)等。因PCR技術(shù)特異性強(qiáng)、靈敏度高和檢測時(shí)間短，已成為目前聯(lián)合IMS來快速檢測食源性致病菌中應(yīng)用最廣泛、最成熟的技術(shù)之一（表3）。然而，近年來新興發(fā)展的數(shù)字PCR作為一種強(qiáng)有力的能夠?qū)崿F(xiàn)對食品樣品中殘留的微量目標(biāo)物進(jìn)行絕對精準(zhǔn)定量的工具，其同IMS聯(lián)用的應(yīng)用研究卻鮮見報(bào)道，這有待于科研人員深入挖掘探討。

表3 IMS聯(lián)合PCR及衍生技術(shù)在食源性致病菌快速檢測中的應(yīng)用Table 3 Applications of IMS combined with PCR and its derivative technologies in rapid detection of foodborne pathogenic bacteria

3.3 結(jié)合免疫學(xué)方法的檢測

免疫學(xué)方法依賴于目標(biāo)病原體上存在抗原的高度特異性和敏感性，該特異性允許抗體與靶病原體中抗原產(chǎn)生強(qiáng)烈反應(yīng)性。IMS-免疫學(xué)法利用磁珠的高比表面積和超順性的特性大幅增加了抗原抗體反應(yīng)的接觸面積，從而降低檢出限和縮短檢測時(shí)間。ELISA是最早出現(xiàn)且最常見的基于抗原-抗體特異性結(jié)合原理實(shí)現(xiàn)靶標(biāo)定量的檢測技術(shù)，也是最先結(jié)合IMS來檢測食源性致病菌的免疫學(xué)方法。Wang Zhouli等[53]建立的IMS-ELISA在3 h內(nèi)檢測到可疑陽性樣品，同時(shí)顯著減少檢測脂環(huán)酸芽孢桿菌屬所需的材料和勞動(dòng)力，并且與標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)方法相比，IMS-ELISA對102 份自然污染蘋果汁樣品的靈敏度、特異性、準(zhǔn)確度分別達(dá)到91.3%、96.02%和95.09%。

盡管ELISA因其高靈敏度和準(zhǔn)確性被譽(yù)為免疫檢測的金標(biāo)準(zhǔn)，但其對檢測儀器、環(huán)境條件和檢測人員的操作要求高，并不適用于對突發(fā)食品安全和公共衛(wèi)生事件即時(shí)有效的檢測。免疫層析試紙條技術(shù)（immunochromatography assay，ICA）將ELISA整合至層層疊加的試紙條，具有操作簡便、結(jié)果可視化、無需精密儀器和設(shè)備等優(yōu)勢，更適用于現(xiàn)場便攜式快速檢測。為了使檢測更易于進(jìn)行，ICA常用不同標(biāo)記物（如膠體金、酶、熒光素、金磁雙功能納米珠等）標(biāo)記抗體，其中膠體金標(biāo)記應(yīng)用廣泛。Zhang Xuan等[54]研究表明免疫磁性分離后膠體金標(biāo)記的免疫層析試紙條可以檢測到102CFU/mL的陰溝腸桿菌，比直接使用免疫色譜試紙條檢測靈敏度提高10 倍。Li Qianru等[55]通過熒光標(biāo)記抗體結(jié)合IMS聯(lián)用技術(shù)能夠以較少的步驟快速富集香腸、豬肉和牛奶樣品中的單增李斯特菌，具有高度特異性，并且與單獨(dú)的熒光免疫層析相比，檢測限約提高40 倍。Huang Zhen等[56]首次將IMS與熒光納米珠橫向流動(dòng)結(jié)合用于生乳中大腸桿菌O157:H7的檢測。IMS的熒光納米珠橫向流動(dòng)測試條的信號(hào)值比沒有IMS時(shí)的信號(hào)值強(qiáng)，表明IMS可以富集大腸桿菌O157:H7并消除食品雜質(zhì)干擾。在免疫層析檢測方面，金磁雙功能納米珠是一種新型抗體標(biāo)記物，Xia Shiqi等[57]首次將其同免疫色譜試紙結(jié)合成功應(yīng)用于全脂牛奶中霍亂沙門氏菌的快速檢測，與膠體金-ICA相比，金磁雙功能納米珠-ICA更敏感，捕獲率為82.4%。

免疫脂質(zhì)體是指單克隆抗體或其片段修飾的脂質(zhì)體，兼有脂質(zhì)體和靶向抗體的優(yōu)點(diǎn)。其廣泛應(yīng)用于臨床藥物治療，但在食源性致病菌的檢測應(yīng)用上卻鮮見報(bào)道。Song Xinjie[58]、Shukla[59]等開發(fā)的基于免疫脂質(zhì)體的免疫磁性富集和分離測定法能夠快速、靈敏、特異性檢測到嬰幼兒配方奶粉中的阪崎腸桿菌，且能夠排除復(fù)雜的背景干擾，在食品安全檢測上顯示出巨大的潛力。

3.4 結(jié)合生物傳感器的檢測

生物傳感器是食品安全檢測領(lǐng)域的前沿技術(shù)之一，具有操作簡單、檢測成本低、選擇性好、靈敏度高、分析速度快，且能在復(fù)雜的體系中進(jìn)行在線連續(xù)監(jiān)測等特點(diǎn)。生物傳感器逐漸成為常規(guī)檢測方法的潛在替代物[60]，被研究人員廣泛關(guān)注。Huang Fengchun等[61]經(jīng)IMS特異性捕獲靶細(xì)菌形成免疫轉(zhuǎn)化酶-納米簇復(fù)合物，復(fù)合物上的轉(zhuǎn)化酶將注入毛細(xì)管中的蔗糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖，使用葡萄糖計(jì)檢測葡萄糖以獲得葡萄糖濃度，從而測定樣品中目標(biāo)菌的濃度。結(jié)果表明對大腸桿菌O157:H7檢測下限為79 CFU/mL。Cheng Ping等[62]所研究的用于檢測大腸桿菌O157:H7的安培計(jì)免疫傳感器，其具有新穎、快速且成本低的特點(diǎn)，不僅可通過簡單地關(guān)閉電源來再生，還適用于檢測其他病原體。其利用電極表面上的免疫復(fù)合物阻礙電子轉(zhuǎn)移來降低響應(yīng)電流信號(hào)，而越大的ΔI表明越多的靶細(xì)菌被捕獲。聲學(xué)傳感器是電化學(xué)裝置有力的替代品，Papadakis等[63]就提出了一種微納米生物聲學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用磁性免疫珠捕獲來自牛奶的細(xì)菌，然后通過LAMP平臺(tái)和表面聲波傳感器檢測。結(jié)果顯示，僅在4 h內(nèi)就能夠成功地檢測出25 mL牛奶中的1 個(gè)沙門氏菌細(xì)胞。

3.5 結(jié)合微流體的檢測

IMS能有效地將樣品中的目標(biāo)分析物分離出來，然而在分離過程中涉及許多步驟（如孵育、洗滌、外加磁力收集和分散在緩沖溶液中），并且在這些步驟之間可能會(huì)丟失分析物。而結(jié)合微流體后將所有反應(yīng)步驟集成到生物芯片上，可最大程度減少目標(biāo)分析物的損失，并快速有效地從少量復(fù)雜流體中獲得測量結(jié)果。Malic等[64]研究了一種使用抗體特異性二氧化硅-殼-鐵-氧化物核納米顆粒捕集和釋放細(xì)菌的基于聚合物的微流體裝置。其獨(dú)特之處在于能夠控制室內(nèi)的磁場分布而不會(huì)造成剩磁，從而允許樣品捕獲和釋放。研究表明，15 min內(nèi)便可實(shí)現(xiàn)對單核細(xì)胞增生李斯特菌的檢測，最低檢出限為10 CFU/mL。郭建江等[65]構(gòu)建了基于微流控芯片的磁控分離實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，用于檢測水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中大腸桿菌O157:H7，結(jié)果表明磁控分離法捕獲率可達(dá)到92%以上，與被動(dòng)分離捕獲方式相比，不僅捕獲率提高30%，而且分離操作靈活可控，自動(dòng)化水平較高，實(shí)現(xiàn)了水產(chǎn)病原菌的高效分離。

3.6 結(jié)合表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)的檢測

表面增強(qiáng)拉曼光譜（surface-enhanced Raman spectroscopy，SERS）是一種高靈敏度的光譜技術(shù)。IMS將特異性抗體偶聯(lián)在貴金屬（Au、Ag）涂層的磁納米珠上富集濃縮樣品靶細(xì)胞，然后通過SERS強(qiáng)烈增加待檢分子的拉曼信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)食品中痕量微生物的檢測[66]。Najafi等[24]開發(fā)IMS-SERS的組合捕獲和檢測方法檢測蘋果汁中的大腸桿菌O157，結(jié)果顯示，該技術(shù)在1 h內(nèi)對致病菌的捕獲效率約為84%～94%，最低檢測限為102CFU/mL，無任何交叉反應(yīng)。Kusic等[67]同樣基于IMS和SERS在生物膜基質(zhì)中建立了不依賴培養(yǎng)物、無需標(biāo)記和快速檢測軍團(tuán)菌的方法。在100 min內(nèi)，該技術(shù)能夠良好地區(qū)別軍團(tuán)菌與非軍團(tuán)菌，準(zhǔn)確度為98.6%。

3.7 結(jié)合流式細(xì)胞技術(shù)的檢測

流式細(xì)胞術(shù)（flow cytometry，F(xiàn)CM）是一種對流動(dòng)的單細(xì)胞或微小顆粒分子進(jìn)行快速檢測的技術(shù)。IMS采用熒光素標(biāo)記的抗體制備IMBs純化和濃縮細(xì)菌，然后結(jié)合FCM檢測熒光強(qiáng)度來確定樣品中細(xì)菌的濃度。IMS-FCM具有快速、精準(zhǔn)、高通量的特點(diǎn)，適用于低濃度的致病菌檢測。Ryumae等[68]將HGMS和FCM結(jié)合，其檢測靈敏度比未經(jīng)IMS后的FCM測定高3 個(gè)數(shù)量級(jí)。通過FCM確定的細(xì)胞數(shù)量與使用菌落計(jì)數(shù)法獲得的細(xì)胞數(shù)量在約10～105CFU/mL范圍內(nèi)相關(guān)。一次FCM檢測可在60 s內(nèi)完成，總檢測時(shí)間（包括樣品制備）不到2.5 h。Li Fulai等[69]開發(fā)了一種聚乙二胺樹狀大分子介導(dǎo)的生物素?cái)U(kuò)增磁性分離方法，結(jié)合FCM檢測單增李斯特菌。該方法在細(xì)菌濃度低于104CFU/mL的磷酸鹽緩沖液和人工污染生菜樣品中富集率超過（89.15±1.75）%。在磷酸鹽緩沖液中具有低至35 CFU/mL的檢測限，人工污染樣品中的最低檢測限為3.5×102CFU/g。

4 結(jié) 語

食源性致病菌的污染和傳播對食品工業(yè)和公共健康造成嚴(yán)重威脅，因此建立食源性致病菌在線或現(xiàn)場快速靈敏檢的檢測方法是保障食品安全和防控食源性病原菌感染的重要技術(shù)支撐。而樣品前處理是食品分析檢測中的關(guān)鍵限速環(huán)節(jié)，現(xiàn)有步驟復(fù)雜而耗時(shí)。IMS提供了一種快速且經(jīng)濟(jì)高效的樣品前處理技術(shù)，其方便有效性主要在于代替了常規(guī)的選擇性前增菌培養(yǎng)過程，與其他檢測技術(shù)聯(lián)用，可以達(dá)到縮短檢測周期、提高靈敏度、增強(qiáng)特異性等目的，尤其適合在基層食品微生物檢測實(shí)驗(yàn)室的推廣和應(yīng)用。但目前仍存在一些需要改進(jìn)的地方：1）磁分離效率：需通過不斷優(yōu)化反應(yīng)體系，最大程度提高實(shí)際樣品中痕量病原體磁分離效率；2）應(yīng)用性：盡管IMS與生物傳感器、微流控裝置等新型檢測技術(shù)聯(lián)用已被研究，但大多數(shù)仍停留在實(shí)驗(yàn)室階段，還應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)一步融合，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場或在線檢測；3）多重病原體檢測：磁性顆粒雖已成功整合到市售試劑盒中，以便快速、簡單和可靠地檢測單一病原菌，但由于IMS應(yīng)用于高通量多重分析復(fù)雜食品樣品的多病原體富集機(jī)理仍然難以厘清，目前只有少數(shù)商業(yè)試劑盒可用于同時(shí)檢測多重病原體，用于細(xì)菌多重檢測磁性顆粒的整合仍處于初級(jí)階段，需要進(jìn)一步研究。未來研究IMS的關(guān)鍵點(diǎn)在于IMBs穩(wěn)定性的改進(jìn)、磁分離后磁珠的回收利用以及實(shí)現(xiàn)可人為調(diào)節(jié)磁場操縱磁珠等，這些問題的解決對推進(jìn)這項(xiàng)新技術(shù)至關(guān)重要。IMS未來發(fā)展方向應(yīng)迎合食品安全檢測的要求實(shí)現(xiàn)高精度、高效率、低成本方式在線監(jiān)測病原體，使檢測越來越微型化、便攜化、智能化，更適用于現(xiàn)場快速檢測。