近日,安徽省大别山中医药研究院、江苏大学、西安交通大学等机构的研究团队在《Environmental Chemistry Letters》(IF=20.3)发表Detection of aflatoxin B1 using DNA sensors: a review(https://doi.org/10.1007/s10311-025-01842-7),系统总结了基于DNA传感器的黄曲霉毒素B1(AFB1)检测技术最新进展。该研究为食品安全监测提供了高效、低成本的新型解决方案,尤其适用于谷物、花生等易污染食品的快速筛查。
黄曲霉毒素B1是由曲霉菌产生的强致癌物质,常见于玉米、花生等农产品中。国际癌症研究机构(IARC)已将其列为1类致癌物,全球多国对其在食品中的残留设定了严格限值(如中国和美国为20 μg/kg)。传统检测方法如色谱法和免疫分析法存在成本高、操作复杂等缺陷,而DNA传感器凭借高灵敏度和便携性成为突破性替代方案。
研究团队重点介绍了两类核心传感器技术,一是电化学传感器:通过阻抗谱、伏安法等技术,将AFB1与DNA适配体的结合转化为电信号。例如,基于金纳米颗粒和黑磷纳米片的传感器,检测限低至0.804 fg/mL,且响应时间短。二是光学传感器:利用荧光、表面等离子体共振(SPR)等原理,实现可视化或高精度检测。如铌碳化物(Nb₂C)复合材料构建的双模式传感器,可同时通过颜色变化和荧光增强检测AFB1,灵敏度达0.095 ng/mL。
研究指出,金纳米颗粒、石墨烯等纳米材料的应用显著增强了传感器性能。例如,DNA四面体支架(DTS)结合三维DNA酶步行者技术,检测限低至0.58 fg/mL,且具备多重毒素同步检测能力,为食品安全监管提供了“即时检测”工具,未来有望集成到智能手机等终端,实现家庭自检。尽管DNA传感器已取得显著进展,但仍面临生物样本基质干扰、材料稳定性等挑战。未来,团队建议进一步优化信号放大策略和便携化设计,以推动该技术在田间和工业生产中的实际应用。
江苏大学研究生谢天涵为论文第一作者,江苏大学高力教授、安徽省大别山医药研究院韩邦兴教授、西安交通大学EricLichtfouse教授为共同通讯作者。该研究获得了国家自然科学基金(U2230132)、国家重点研发计划(2023YFC3503804)等项目资助。
(文/王芳 预审/易善勇 审核/韩邦兴)
