谷物在加工和储存过程中易受霉菌毒素污染，其中AFB1是毒性最强的致癌物之一，毒性是氰化物的10倍、砷的68倍，可导致抑郁、肝毒性、癌症甚至死亡。各国对食品中AFB1含量设定了严格限值，如欧盟规定谷物中AFB1最大限值为2µg/kg，中国根据食品类别设定0.5–20µg/kg的允许残留范围。传统检测方法如高效液相色谱（HPLC）、液质联用（LC-MS/MS）和酶联免疫吸附试验（ELISA）虽有一定准确性，但存在设备昂贵、需专业操作、前处理复杂、灵敏度低等局限。电化学适配体传感器因操作简便、灵敏度高受到关注，本文结合AuNPs/Co-MOF复合材料和杂交链式反应（HCR）无酶放大策略，构建高性能传感器以满足AFB1检测需求。

研究内容

图1.Au@PtNPs的表征

通过透射电镜（TEM）等多种手段表征Au@PtNPs，其为均匀核壳结构，平均直径约16.83nm，PtNPs平均尺寸5.51nm，晶格条纹清晰。能谱（EDS）和元素mapping证实Au和Pt元素共存且分布均匀。X射线光电子能谱（XPS）显示Pt4f、Au4f特征峰及表面官能团，X射线衍射（XRD）出现Au和Pt的特征衍射峰，红外（FT-IR）和紫外（UV–Vis）光谱也验证了THi与Au@PtNPs的成功结合，表明Au@PtNPs合成成功。

图2.AuNPs/Co-MOF的表征

TEM显示Co-MOF为菱形十二面体，尺寸100–200nm，AuNPs/Co-MOF表面粗糙，边缘增厚，AuNPs平均直径约4.686nm。EDS和元素mapping证实AuNPs均匀负载于Co-MOF表面。FT-IR显示特征峰变化，表明AuNPs与Co-MOF成功结合。UV–Vis、XPS和XRD结果进一步验证了AuNPs/Co-MOF的合成，其保留了Co-MOF的晶体结构且导电性良好。

方案1.电化学适配体传感器检测AFB1的原理

传感器制备过程为：电极修饰AuNPs/Co-MOF，固定HP1并封闭非特异性位点；磁珠负载适配体（APT）与互补链（S-DNA）结合。当AFB1存在时，与APT特异性结合使S-DNA释放，S-DNA作为引发链打开电极上的HP1，触发THi/Au@PtNPs标记的HP2和HP3发生HCR，形成长链DNA，使电极表面信号标签增多，通过方波伏安法（SWV）检测THi信号实现AFB1定量。

图3.电化学适配体传感器的表征

电化学阻抗谱（EIS）和循环伏安法（CV）研究传感器构建过程：AuNPs/Co-MOF修饰后电极电子传递阻力降低，峰电流增大；固定HP1和封闭后阻抗增加、电流减小；HCR反应后阻抗进一步增大、电流降低。琼脂糖凝胶电泳证实HCR成功发生，表明传感器构建成功。

图5.电化学适配体传感器检测AFB1的原理验证

SWV测试显示，无AFB1时电流低（2.6μA），加入10ng/mL和50ng/mLAFB1后，电流分别增至7.56μA和10.34μA，因AFB1促使S-DNA释放引发HCR，信号增强。对比实验表明，AuNPs/Co-MOF修饰电极信号比未修饰高35.97%–48.35%，Au@PtNPs比AuNPs信号高55.56%–62.58%，验证了材料的增强作用。

图7.电化学适配体传感器的分析性能

在优化条件下，AFB1浓度0.001–500ng/mL范围内，电流与lgCAFB1呈良好线性，回归方程为I(μA)=1.585lgCAFB1+7.513，检测限1.2×10⁻²pg/mL，定量限4.0×10⁻²pg/mL。特异性实验中，干扰物信号与空白接近，混合样中AFB1信号稳定；传感器储存15天信号稳定，6个传感器RSD1.3%，同一电极6次测量RSD0.9%，表明其特异性、稳定性、重现性和重复性良好。

 本研究构建了以AuNPs/Co-MOF为电极修饰材料、THi/Au@PtNPs为信号标签、HCR为无酶放大策略的电化学适配体传感器用于AFB1检测。AuNPs/Co-MOF的大比表面积和高导电性提升灵敏度，Au@PtNPs增强THi负载与催化以放大信号，HCR进一步提高灵敏度。传感器特异性、稳定性、重现性和重复性良好，检测限低至1.2×10⁻²pg/mL，实际样品检测回收率理想，与HPLC结果一致。虽存在检测时间长、制备复杂等问题，但为食品中AFB1检测提供了新方法，未来将探索便携式检测以实现商业化。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.153596