生物纳米粒子传感器结合智能手机数字图像比色法和分散液液微萃取技术用于黄曲霉毒素B1检测

《Scientific Reports》：Bio-nanoparticles sensor couple with smartphone digital image colorimetry and dispersive liquid–liquid microextraction for aflatoxin B1 detection

本研究为解决传统黄曲霉毒素B1（AFB1）检测方法的局限性，开发了一种基于生物纳米粒子传感器的比色法检测技术，结合分散液液微萃取和智能手机数字图像比色法，实现了对婴儿食品中AFB1的高灵敏度、低成本、现场快速检测，为食品安全检测提供了一种新方法。

　　黄曲霉毒素B1（AFB1）是一种由特定霉菌产生的强致癌性次级代谢产物，广泛存在于多种食品中，对人类健康构成严重威胁。传统的AFB1检测方法如气相色谱（GC）、高效液相色谱（HPLC）和液相色谱串联质谱（LC–MS/MS）等，存在设备昂贵、操作复杂、耗时长、需要大量样品等局限性，难以满足现场快速检测的需求。为解决这一问题，国内研究人员开发了一种基于生物纳米粒子传感器的比色法检测技术，结合分散液液微萃取（DLLME）和智能手机数字图像比色法，实现了对婴儿食品中AFB1的高灵敏度、低成本、现场快速检测。

该研究由国内某研究机构的研究人员开展，他们利用生物合成的ZnO纳米粒子与姜黄素（curcumin）功能化，构建了一种新型的纳米生物传感器，结合DLLME技术对目标分析物进行高效富集，并通过定制的便携式比色盒和智能手机相机及比色软件实现标准化图像捕获和分析。在优化条件下，该方法实现了0.09 μg/kg的检测限，线性浓度范围为0–1 μg/L，校准曲线表现出良好的线性关系（R2>0.9906），且具有高精度（RSD<5.52%）。该方法在婴儿食品样本中成功验证，回收率高达89.8%–94.2%，为资源有限的环境中现场AFB1检测提供了一种快速、高灵敏度且成本效益高的平台。

在研究中，研究人员首先对ZnO纳米粒子进行了表征，通过动态光散射（DLS）分析、紫外-可见光谱、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）以及场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）和透射电子显微镜（TEM）等技术，确认了纳米粒子的尺寸分布、晶体结构、表面化学性质和形貌。随后，研究人员优化了纳米粒子和姜黄素溶液的溶剂选择，确定了最佳的ZnO纳米粒子与姜黄素的比例、纳米粒子浓度、姜黄素浓度、传感器pH值、反应时间和传感器对不同浓度AFB1的灵敏度。此外，研究人员还优化了智能手机数字图像比色法（DIC）的条件，包括RGB通道的选择、数据处理方法、LED灯的数量和位置以及相机与样品容器之间的距离。在分散液液微萃取（DLLME）方面，研究人员优化了萃取溶剂和分散溶剂的类型和体积、pH值、样品体积、NaCl浓度、萃取时间和离心时间等参数。

研究结果表明，该方法具有出色的线性关系、低检测限和高回收率，且在实际样本中的应用与高效液相色谱（HPLC）结果相当。干扰研究表明，该方法在婴儿食品基质中对AFB1具有良好的选择性。该研究的创新之处在于将生物纳米传感技术、微萃取技术和智能手机成像技术相结合，为现场快速检测食品安全中的有害物质提供了一种新的思路和方法。该方法不仅提高了检测的灵敏度和选择性，还降低了检测成本，简化了操作流程，特别适合在资源有限的环境中使用。通过这种集成方法，研究人员成功开发出一种快速、便携且环境友好的现场检测方法，为食品安全检测领域带来了新的突破。