黄曲霉毒素（AFs），特别是AFB1，是由真菌产生的剧毒次级代谢产物。传统的AFB1检测方法，如高效液相色谱（HPLC）和液相色谱-串联质谱（LC-MS），虽然灵敏、准确，但依赖昂贵的仪器、繁琐的样品前处理和专业的操作人员，难以用于现场快速筛查。相比之下，电化学方法因其成本低、易于小型化和自动化而备受关注，其中电化学阻抗谱（EIS）因其无标记和高灵敏度的特点，尤其适用于检测抗原-抗体结合事件。然而，其较差的导电性和易层间堆叠限制了应用。通过与其他纳米材料复合可以克服这些缺点。一维石墨烯纳米带（GONRs）具有丰富的边缘功能团和高缺陷密度，能显著提升复合材料的电化学性能。同时，引入零维金属纳米粒子（如AgNPs）不仅能通过协同效应放大信号，还能防止MXene的层间聚集。

本研究首次将二维MXene（Ti3C2Tx）、一维GONRs和零维AgNPs结合，构建了独特的2D/1D/0D分层三元纳米复合材料（Ag@GONRs/MXene）。该复合材料整合了MXene的优异吸附性、GONRs的丰富表面化学特性和AgNPs的高导电性。同时，首次在该体系中引入聚乙二醇（PEG）作为表面功能化剂，以增强生物相容性并实现抗体的共价固定，为高性能AFB1电化学免疫传感器的构建提供了新策略。

研究内容

图1.结构和形态表征

XRD谱图确认了MXene的层状晶体结构、GONRs的宽泛(002)衍射峰以及AgNPs的面心立方结构，证明了三元复合材料Ag@GONRs/MXene的成功合成。FTIR光谱显示，在形成GONRs/MXene二元复合材料后，GONRs的特征峰消失，表明二者成功整合；在三元复合材料中，与含氧官能团相关的峰强度显著减弱，表明这些基团在AgNPs成核和锚定过程中起到了关键作用，且GONRs的sp2碳骨架得以保留。

图2.无标记免疫传感器的电化学表征

CV结果显示，与裸电极及单一/二元组分修饰电极相比，三元纳米复合材料Ag@GONRs/MXene修饰的电极对[Fe(CN)6]3-/4-探针表现出最高的氧化还原峰电流，表明其优异的电催化活性和电子转移能力，这归功于MXene、GONRs和AgNPs的协同效应。EIS结果表明，Ag@GONRs/MXene/GPE电极具有最小的电荷转移电阻（RCT），证明其具有最佳的导电性和界面电荷转移效率，这为其作为高效传感平台奠定了基础。

图3.生物传感界面的构建

将PEG功能化到Ag@GONRs/MXene/GPE表面后，CV峰电流显著下降，这是由于PEG的绝缘层阻碍了电子传递。随后，通过EDC/NHS活化PEG的羧基并与抗AFB1抗体的氨基形成共价键，固定抗体。抗体固定后，CV峰电流进一步下降，EIS的半圆直径（RCT）也相应增大，这些变化证实了PEG层和抗体生物分子层的成功修饰。根据DPV峰电流的下降计算得出的抗体表面密度约为200ngcm⁻²，表明形成了均匀的单层抗体膜。构建过程具有良好的重现性（RSD<5%）。

本研究成功构建了一种用于灵敏、选择性检测牛奶、玉米、花生和油样中AFB1的PEG功能化三元纳米复合材料修饰电化学免疫传感器。通过结合MXene（2D）、GONRs（1D）和AgNPs（0D）的协同效应，以及PEG和抗体的表面功能化，传感器展现出卓越的电化学性能和生物识别能力。采用EIS作为检测技术，该传感器对AFB1的检测限低至0.8pgmL⁻¹，线性范围为0.6-100pgmL⁻¹。传感器具有良好的选择性、重复性和20天的长期稳定性。在实际食品样本中的加标回收率验证了其在复杂基质中检测的准确性，在天然污染槟榔样品中的测试结果也与参考值相符。这项工作为开发用于食品安全监测的高性能电化学传感平台提供了新思路。

原文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s00604-025-07727-4