检测时间从5小时缩短至1.5小时

　　检测病菌从1种增加到3种

　　检测设备成本从百万元降至十万元

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　　华中农大食品科学技术学院博士王治潘

　　凭借创新融合思维升级迭代快速检测方法

　　致力于守护“舌尖上的安全”

　　2024年“学术希望之星”王治潘（受访者 供图）

“酶”力全开：常温多重灵敏检测新突破

　　冰西瓜是否安全？鸡蛋要洗干净放冰箱吗？日常生活中的小细节，背后隐藏的却是食品安全大课题，看似干净的食物可能有真菌、致病菌的感染等风险。这类因食品安全而产生的食源性疾病正在逐年递增，而食源性致病菌是主要元凶，全球每年约有6亿人因其感染而生病，200万人因此失去生命。

　　既有的检测方法存在培养法耗时长、PCR法（聚合酶链式反应）耗材贵、技术受限、检测目标单一等弊端，而且同一种食物经常被多种致病菌污染，也增加了检测的复杂性。王治潘的选择是，通过探究快速多重检测方法判断食品的污染状况，作为助力食品安全的重要环节。

　　王治潘在实验室（喻子涵 摄）

　　2021年，王治潘来到华中农业大学攻读博士学位，师从马爱民教授，开启了他与食源性致病菌的故事。通过查阅大量文献并多次实验调整，王治潘找到了具有“一对多”单酶催化多核酸切割活性的Ago酶。Ago酶，一类广泛存在于古菌、细菌和真核生物中的核酸内切酶，具有高特异性和高灵敏度。

　　王治潘巧妙利用Ago酶的“一对多”催化特性，设计油包水微腔反应，结合深度学习策略，逐步摸索出一套常温下多重灵敏的快速检测方法。该方法经过大量重复实验和真实样本检测，验证了可行性和可靠性。

　　王治潘做实验（喻子涵 摄）

　　“科研从来不是一帆风顺，必须不断地试错，才能达到想要的结果。”开发快速检测方法时，初期实验结果并不稳定，有时甚至会出现完全相反的情况，“但我始终勉励自己，科研是一个不断自我摧毁与重塑的过程，不破不立。”

　　功夫不负有心人，王治潘逐一排除难题后开发出的这种检测方法，打破了传统检测一次只能测出一种致病菌的局限，可以同时快速筛查出金黄色葡萄球菌、单增李斯特菌和沙门氏菌三种致病菌，实现了常温多重灵敏检测从0到1的突破，并将检测时间从原本最快的5小时缩短至2小时。

　　王治潘做实验（喻子涵 摄）

融合创新:AI赋能检测迭代升级

　　2019年，王治潘曾经前往马来西亚交流研学，那期间他接触到了奶制品处理这个对他而言全新的课题。面对新的仪器、新的数据，王治潘耐心实验并逐一排除了奶制品中的各个干扰成分，进而提取出了关键分子。这段经历让王治潘认识到，理论上可行的方法在实操中也会各有不同，只有不断尝试调整才能找到最佳路径。

　　来到华中农业大学攻读博士学位，构建快速检测食源性致病菌的方法时，王治潘在课题几乎毫无进展也没有头绪的情况下，依靠大量查阅文献并不断摸索，通过寻找靶标病菌找到了突破口。他利用引物和探针与目标核酸序列特异性结合，结合油包水液滴作为信号载体生成可读信号，然后借助专业仪器分析信号强度，判断出目标病菌和相关浓度。

　　王治潘教师弟实验（喻子涵 摄）

　　为解决检测灵敏度不足的问题，王治潘利用均一化磁颗粒作为信号的编码载体，人工智能模型进行解码输出具体的致病菌浓度，实现了浓度信号的1/0化输出，为数字化检测方法提供了新的参考。通过进一步引入人工智能技术进行创新，王治潘将检测灵敏度提升了10倍，实现了免扩增数字化检测，并且将检测时间从2小时缩短至1.5小时，再次降低了时间成本。

　　方案稳定后，王治潘进一步在降低设备成本上下功夫。通过引入信号预扩增技术与直径不同的磁颗粒结合，结合倒置荧光显微镜实现了对食源性致病菌的低成本快速灵敏多种检测，将高达百万元的设备成本降至十多万元。

　　研究成果（受访者 供图）

　　在华中农业大学持续探索快速多重检测的三年里，王治潘实现了检测方法灵敏化、成本降低化、操作简便化的进步，并以第一作者身份在不同的国际学术期刊发表论文多篇，得到了广泛认可。但他也曾因液滴制备而挫败迷茫，因文章投稿不顺利而失落沮丧，因图像处理方式不准确而焦虑彷徨。幸运的是，他始终坚信“路虽远，行则将至”，从不轻言放弃。

　　一天的实验结束后，王治潘喜欢在南湖旁散步，在湖光山色间舒缓疲惫调节身心，他也喜欢用手机记录美好瞬间。那些翻着肚皮撒娇的小猫，微风拂过南湖泛起的阵阵涟漪……其中，最令王治潘念念不忘的，是被火烧云打动的一幕，“那天傍晚，我看到阳光穿梭云间，缕缕暮光被揉碎洒在云端，把天际过渡成艳丽的红色。那一刻，我为自己捕捉到这么美丽的瞬间，而觉得特别开心。”

　　王治潘在长江大桥（受访者 供图）

　　“追风赶月莫停留，平芜尽处是春山。”这是王治潘的座右铭，也是他科研探索的心路历程，他说：“未来，我将继续专注于食品快速检测领域，致力于开发低成本、高灵敏、便捷的食源性致病菌检测试剂和设备，让大家能在家里、市场、商店随时随地几分钟完成食物中致病菌的检测，为守护食品安全贡献更大的力量。”