Food Chemistry：AIE-MOF耦合铂纳米酶，双信号平台实现黄曲霉毒素B1高灵敏检测

黄曲霉毒素B1是食品中最受关注的真菌毒素之一，常见于玉米、谷物、坚果等农产品，在储运过程中容易形成并累积，给食品安全带来持续压力。由于其毒性强、污染隐蔽、基质分布复杂，实际监测往往既要求足够低的检测限，也要求方法能够适应现场快速筛查与实验室复核两种场景。现有仪器分析手段虽然准确，但对设备和操作条件要求较高；常规免疫检测虽然更适合现场筛查，却容易受到复杂基质干扰，进而影响灵敏度和判读稳定性。本研究正是在这一背景下，尝试把高亮度荧光材料、纳米酶催化放大和磁分离富集整合到同一检测体系中，兼顾快速筛查与定量分析两类需求。

本研究选择UiO-66作为金属有机框架骨架，将具有聚集诱导发光特性的H4TCPE引入其中，再在材料表面原位生长具有类过氧化物酶活性的铂纳米颗粒，构建出H4TCPE-UiO-66@PtNPs双功能信号探针。与此同时，研究者又利用磁性纳米颗粒负载抗体，形成可快速分离的捕获探针。按照图1所示的工作原理，待测黄曲霉毒素B1会与信号探针发生免疫竞争，经过磁分离后，未被结合的信号探针留在上清液中，同时输出415 nm荧光信号与450 nm比色信号，并可进一步借助手机读取L值，实现更直观的现场判读。

图1. 信号探针H4TCPE-UiO-66@PtNPs-AFB1-BSA的制备过程（a）及捕获探针MNPs-mAb的制备过程（b）；黄曲霉毒素B1检测过程示意图（c）；荧光-比色双信号磁性免疫传感平台的工作原理（d）。

从结果看，这一材料设计兼顾了发光和催化两种功能。掺入AIE分子后，材料的荧光发射明显增强，UiO-66框架对分子内运动的限制有助于提升发光效率；而铂纳米颗粒的引入则赋予体系稳定的类过氧化物酶活性，能够催化TMB显色。研究显示，H4TCPE-UiO-66的荧光强度约为H4TCPE单体的33倍，负载PtNPs后虽然略有下降，但仍约为单体的27倍；在自然光照射12小时后，两种材料的荧光仍分别保持初始值的94.0%和97.2%。在催化性能上，该材料对TMB表现出较高底物亲和力，Km为0.32 mM，低于HRP的0.434 mM，vmax达到16.56×10^-6 M s^-1，高于HRP的10.00×10^-6 M s^-1，说明其既能提供稳定荧光，又能承担有效的比色信号放大。

在检测条件优化后，平台表现出较宽的定量范围和较高灵敏度。研究者以荧光通道的Fi/F0和比色通道的Ai/A0作为响应指标，发现随着黄曲霉毒素B1浓度升高，415 nm处荧光信号增强，450 nm处吸光度同步上升。按图5所示，两条通道均在0.05-100 ng/mL范围内保持良好线性，相关系数分别为0.991和0.988；按信噪比3计算，荧光通道检测限为0.022 ng/mL，比色通道检测限为0.047 ng/mL。若结合智能手机的L值识别进行现场读数，0.05-100 ng/mL范围内同样能建立良好负相关关系，检测限为0.591 ng/mL。这意味着该体系既能满足实验室高灵敏定量，也保留了可视化、便携式筛查的现实优势。

图2. 不同黄曲霉毒素B1浓度下的荧光光谱（a）；黄曲霉毒素B1荧光检测校准曲线（0.05-10 ng/mL）（b）；不同黄曲霉毒素B1浓度下的紫外-可见吸收光谱（c）；黄曲霉毒素B1比色检测校准曲线（0.05-100 ng/mL）（d）；不同黄曲霉毒素B1浓度下溶液颜色变化照片（e）；L值随黄曲霉毒素B1浓度变化的线性拟合曲线（0.05-100 ng/mL）（f）。

除灵敏度外，本研究还重点验证了平台的特异性、批间稳定性和储存稳定性。图6显示，在5 ng/mL黄曲霉毒素B1条件下，10批独立制备样品的荧光信号和450 nm吸光度的RSD分别仅为1.28%和1.94%，说明批次间重复性较好。面对AFB2、AFG1、AFG2、AFM1以及ZEN、DON、OTA等干扰物，即使在部分干扰物浓度达到目标物50倍的情况下，体系输出仍与空白接近，而与黄曲霉毒素B1对应的信号保持明显差异；在混合分析物体系中，荧光和比色信号变化也仅为3.78%和5.22%，表明平台具备较好的抗干扰能力。储存方面，信号探针和捕获探针在4 ℃保存30天后，荧光和比色响应仍分别保持初始值的92.3%和85.2%，推算在4 ℃条件下可维持3至6个月的核心性能。

图3. 5 ng/mL黄曲霉毒素B1条件下10批样品的荧光光谱（a）和紫外-可见光谱（b）；荧光-比色双信号免疫传感平台的抗干扰能力评估（c）与响应稳定性评估（d）。

 在真实样品验证中，本研究将平台应用于花生、玉米面和玉米油三类易受黄曲霉毒素污染的食品基质。对于0.1、1.0和10.0 ng/mL三个加标水平，荧光、比色和手机读数模式均取得了较理想结果，总体加标回收率为84.6%-110.1%，重复性RSD不高于5.3%。与HPLC-MS/MS这一参照方法相比，两种主要检测模式的相关性均超过0.99，说明该平台在复杂基质中的适配性较强。研究还指出，样品中的淀粉、油脂等成分可能引起轻微信号扰动，但通过前处理和检测体系优化可以显著削弱基质效应。这一点意味着，该体系并不是只在标准溶液中表现良好，而是在更接近实际监管需求的食品样品中也保留了较稳定的分析能力，对于筛查高风险原料和辅助批量检测都具有现实意义。

总体来看，本研究构建的H4TCPE-UiO-66@PtNPs磁性双信号免疫传感平台，把AIE增强荧光、铂纳米酶催化显色和磁分离净化有机结合起来，在灵敏度、特异性、稳定性和真实样品适用性之间取得了较好平衡。更重要的是，这一设计具有一定模块化潜力，未来若更换识别元件，有望拓展到其他真菌毒素、农药残留或食品污染物的检测场景，为食品安全领域开发兼具现场筛查与实验室确认能力的通用型分析工具提供了参考。

 论文来源：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2026.149038