基于纳米酶与膜限域策略的纸基芯片比色传感器：黄曲霉毒素 B1的一体化检测新方案

为解决传统黄曲霉毒素 B1（AFB1）检测方法复杂、昂贵、耗时且便携性差的问题，研究人员开发了基于纳米酶和膜限域信号放大策略的比色生物传感器。该传感器检测限低至 3.9 pg/mL ，在复杂样本中表现良好，为食品安全监测提供新工具。

　　在食品安全的大舞台上，有一种 “隐形杀手” 正威胁着人类和动物的健康，它就是黄曲霉毒素。黄曲霉毒素是由黄曲霉和寄生曲霉等霉菌产生的剧毒霉菌毒素，其中黄曲霉毒素 B₁（AFB₁）危害极大，不仅会导致免疫抑制、致畸、肾毒性，还具有致突变和致癌性。目前，检测 AFB₁的传统方法，如高效液相色谱 - 串联质谱法（HPLC-MS/MS）和酶免疫分析法，虽然灵敏度和准确性高，但操作复杂、成本高昂、耗时久，还需要专业设备和人员，无法满足现场快速检测的需求。因此，开发一种精准、可靠又便携的 AFB₁检测设备迫在眉睫。

在这样的背景下，研究人员开启了探索之旅。他们来自未知研究机构，致力于攻克 AFB₁检测难题。最终，他们成功开发出一种快速且高灵敏度的比色生物传感器，该研究成果发表在《Biosensors and Bioelectronics》上。这一成果意义重大，为食品安全监测和健康监管提供了一种多功能、便捷的工具，有望改变现有检测困境，保障人们的饮食安全。

研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，采用具有类过氧化物酶活性的铁掺杂介孔碳纳米球（Fe³⁺-MCNs）纳米酶，对其进行适配体（Apt）修饰；其次，利用膜限域策略，将纳米酶固定在过滤膜上；最后，借助基于智能手机的成像策略，对检测信号进行记录和定量分析。

下面来看看具体的研究结果：

• 传感机制：该适配传感器基于适配体与 AFB₁、适配体与其互补链（CS）之间的竞争性结合。AFB₁存在时，Apt/Fe³⁺-MCNs 从固定在纸纳米纤维上的 CS 上脱离，通过洗涤去除纳米酶，剩余纳米酶催化反应产生颜色信号。
• 检测性能：此生物传感器检测 AFB₁的浓度范围为 0.01 - 1000 ng/mL ，检测限低至 3.9 pg/mL ，远超大多数类似系统，展现出高灵敏度和宽检测范围。
• 实际应用：在复杂样本基质，如鸡饲料和中药材中，该生物传感器同样表现出色，能有效检测其中的 AFB₁，证明其在实际检测场景中的可行性。

研究结论表明，Fe³⁺-MCNs 纳米酶的强类过氧化物酶催化活性，以及纸纳米纤维间狭小空间的限域效应，是显著提高传感器灵敏度和效率的两个关键因素。该生物传感器在 AFB₁检测方面表现卓越，检测时间短（约 3 分钟）、操作简便、便于携带，还能实现裸眼检测。这一研究成果为毒素检测领域开辟了新道路，推动了高灵敏度、快速、可靠的生物传感器的发展，在食品和药品安全检测中具有巨大的应用潜力，有望成为保障人们健康的重要防线，为相关行业的质量控制和监管提供有力支持。