生物識別元件功能化微納米磁性材料在真菌毒素檢測中的應用

沈 駿，熊勇華，許恒毅，郭 亮，*

（1.南昌大學 食品科學與技術國家重點實驗室，江西 南昌 330047；2.南昌大學中德聯合研究院，江西 南昌 330047）

生物識別元件功能化微納米磁性材料在真菌毒素檢測中的應用

沈 駿1，2，熊勇華1，2，許恒毅1，郭 亮1，2，*

（1.南昌大學 食品科學與技術國家重點實驗室，江西 南昌 330047；2.南昌大學中德聯合研究院，江西 南昌 330047）

真菌毒素是真菌產生的一類強毒性次級代謝產物，可通過食品或食物鏈危害人類的健康。建立快速、準確、靈敏的檢測方法是控制真菌毒素危害的有效手段之一。功能化微納米磁性材料因具有超順磁性、比表面積大等特性，近年來在建立樣品前處理新方法及生物傳感器分析等領域的應用日益增多。本文在概述真菌毒素傳統檢測方法及微納米磁性材料特點的基礎上，綜述近期生物識別元件功能化微納米磁性材料在樣品前處理及利用生物傳感器高靈敏快速檢測真菌毒素中的應用，并對其發展進行展望。

磁性納米材料；生物識別元件；真菌毒素

功能化微納米磁性材料是20世紀80年代出現的一類新型納米材料，主要包括磁性納米粒子以及基于磁性納米粒子制備的磁性微球等。因其具有比表面積大、在溶液中分散性好、吸附速率快以及有磁響應性等特點，越來越多地被應用于分析化學領域。

其中，以功能化微納米磁性材料為吸附劑的磁固相萃 ?。╩agnetic solid phase extraction，MSPE）樣品前處理技術已被廣泛應用于各類復雜樣品基質中待測物的富集與純化，可有效提高待測物的富集效率，簡化富集、凈化過程，縮短樣品前處理時間［1］。為進一步提高凈化效率，研究人員建立了基于生物識別元件和磁性材料的磁親和固相萃取法（magnetic affinity solid extraction，MASE）。通過將可特異性結合待測物的生物識別元件（如抗體、適配子、酶、受體、抗原）偶聯在磁性材料表面制備磁親和固相萃取材料，以分散固相萃取模式凈化、富集樣品中的待測物，使其在具有MSPE優點的同時，大大提高了吸附的特異性，其流程如圖1所示。與傳統的親和固相萃取柱（affinity solid extraction，ASC）相比，MASE的吸附劑表面積大，在溶液中 分散性好，提高了吸附效率，同時避免了過柱操作步驟。

圖1　MASEE原理Fig.1 Principle diagram of MASE

此外，生物識別元件功能化微納米磁性材料作為標記物、載體及吸附劑在生物傳感器檢測中的應用亦日趨活躍。生物傳感器由生物識別元件和各類信號轉換器組成，可實現對靶向目標物 的分析和檢測，具有靈敏度高、選擇性優良、操作簡便及可連續在線分析等優點［2］。將微納米磁性材料的優點與生物傳感器結合，可有效提高生物傳感器設計的靈活性及檢測靈敏度。

真菌毒素（mycotoxins）是由產毒絲狀真菌（主要是青霉屬、曲 霉屬、鐮孢屬）產生的具有廣泛毒性效應的次生代謝產物，主要包括黃曲霉毒素（aflatoxins，AF）、赭曲霉毒素A（ochratoxin A，OTA）、單端孢霉烯族毒素（如脫氧雪腐鐮刀菌烯醇，deoxynivalenol，DON）、玉米赤霉烯酮（zearalenone，ZEN）、伏馬毒素（fumonisins，FB）及麥角生物堿（ergot alkaloids，EA）等。其毒性效應主要表現為肝臟受損、腎臟受損、中樞神經系統異常、免疫抑制、致癌、致畸及遺傳毒性等［3-4］。真菌毒素可通過被污染的農產品及其制成品、飼料進入動物和人類的食物鏈中，嚴重危害動物和人類健康，并對農業生產造成巨大的經濟損失。當前控制真菌毒素危害的最主要方法是建立方便、有效的檢測手段，及時將受污染的樣品從食物鏈中剔除。

目前，真菌毒素的常用監控方法包括儀器確證法以及篩查法兩大類［5-7］。其中，色譜法是最為常用的確證檢測方法，而篩查法則以免疫學方法為主。此外，近年來出現了多種基于生物傳感器和微流控裝置的真菌毒素檢測新方法，極大地提高了檢測的便捷性以及靈敏度。本文綜述表面修飾的生物識別元件功能化磁性納米材料在真菌毒素各類檢測方法中的應用進展，以期為相關科研工作者提供一定的參考。

1　在色譜儀器分析方法中的應用

目前，涉及功能化磁性微納米材料的真菌毒素儀器分析方法主要包括高效液相色譜法（high performance liquid chromatography，HPLC）、毛細管電泳法（capillary electrophoresis，CE）結合熒光檢測器（fluorescence detector，FLD）或質譜（mass spectrometry，MS）進行定量檢測［8］。其中，表面修飾抗體或適配子的磁親和固相萃取吸附劑，有效簡化了富集、凈化流程，縮短了前處理時間，提高了凈化效率。

Kim等［9］在氨基化磁性納米粒子表面偶聯黃曲霉毒素B1（AFB1）或ZEN單克隆抗體，并以此為吸附劑建立了玉米及多種成品飼料中AFB1和ZEN的MASE前處理方法。以HPLC-FLD為定量方法，Kim詳細比較了新建MASE方法與商品化免疫親和凈化柱（immunoaffinity chromatography，IAC）方法的回收率及耗時。結果表明，新建MASE方法的回收率約高出商品化IAC方法10%左右，而耗時僅5 min，遠少于商品化IAC方法（大于30 min）。劉偉偉等［10］亦用表面偶聯AFB1抗體的磁性材料為吸附劑，建立了植物油中AFB1的MASE方法，并結合HPLC-FLD進行定量分析，檢出限為0.5 ?g/L，平均加標回收率 可達96%。

適配子是另一類重要的核酸類生物識別元件。Wu Ximei等［11］利用在磁珠表面共價偶聯OTA適配子作為吸附劑，特異性識別并捕獲 不同復雜食品基質（咖啡、面粉、小麥、谷物）中的OTA，然后結合HPLC進行檢測。該方法與C18固相萃取柱相比，富集凈化產物中的干擾物顯著減少，凈化效率更高。

此外，由于人血清白蛋白（human serum albumin，HAS）與OTA有較高的親和性［12］，Hong等［13］將其共價固定在功能化磁性納米粒子表面實現了葡萄酒中OTA的快速選擇性富集。結合毛細管電泳/電噴射離子-質譜（capillary electrophoresis/electrospray ionization-mass spectrometry，CE/ESI-MS）檢測，其最低檢測限（limit of detection，LOD）可達4 ?g/L。該方法以較廉價的非抗體類的蛋白作為真菌毒素的生物識別元件，大大降低了免疫親和探針的成本，為生物識別元件的選擇提供了一種新思路。

2　在常規免疫學檢測方法中的應用

免疫分析方法是生物樣品中毒素殘留檢測常用的篩查方法，具有簡單、靈敏、快速及經濟適用等特點。生物識別元件功能化磁性微納米材料在免疫學檢測方法中的應用有以下兩種形式。

一種是以抗體功能化磁性微納米材料為吸附劑建立MASE前處理方法，洗脫液用酶聯免疫吸附法（enzymelinked immunosorbent assay，ELISA）檢測。如謝芳等［14］用AFB1抗體修飾的亞微米磁珠富集醬油中的AFB1并結合ELISA方法檢測。該檢測方法操作簡單，靈敏度高，LOD達0.05 ?g/L，且與國標中有機溶劑提取法相比，有機溶劑使用量少。

另一種則是以磁性粒子作為抗體的固相支持物，在磁性粒子表面進行酶聯免疫吸附檢測法（magnetic particle-based enzyme-linked immunosorbent assay，mp-ELISA）。與傳統ELISA方法不同，微納米磁性材料粒徑小，表面積大，偶聯容量高，溶液中分散性好，能增加反應面積，大大提高抗原抗體的反應效率。與此同時，超順磁性使其在反應或洗滌后可在外加磁場作用下固定在孔板表面，實現與剩余反應物或洗脫液的有效分離，減小基質干擾，操作簡便。Tudorache等［15］建立了表面偶聯有AFB1抗體的磁性納米粒子的競爭ELISA檢測法。該方法將待測物與辣根過氧化物酶（horseradis h peroxidase，HRP）標記的AFB1結構類似物在反應孔中振蕩孵育10 min后，用磁鐵將磁性粒子固定在孔底以除去未結合反應物，然后在無外加磁場作用下進行洗滌及顯色反應檢測酶標抗原的結合量，并依據標準曲線計算待測物中抗原含量。與當時報道的直接ELISA或電化學方法比較，該方法抗原抗體結合反應耗時僅10 min，靈敏度更高，檢測限達0.001 ?g/L。Aqai等［16］在OTA多抗標記的磁珠表面進行藻紅熒光蛋白標記的OTA與樣品中OTA的競爭免疫學反應后，將磁珠上熒光蛋白標記的OTA洗脫，用流式細胞儀定量。并將該方法用于小麥或麥片中OTA的檢測，LOD為0.15 μg/L。

為進一步提高檢測靈敏度，研究者將抗原抗體的特異性反應和聚合酶鏈式反應（polymerase chain reaction，PCR）技術相結合建立了免疫PCR檢測法（immuno-PCR，iPCR）［17-18］。Babu等［19］將由物理吸附固定在功能化納米磁珠上的捕獲抗體、交聯作用在DNA上的檢測抗體、待測物AFB1混合，建立了直接法和間接法兩種雙抗夾心免疫PCR技術，通過反轉錄PCR（reverse transcription-PCR，RT-PCR）檢測雙抗夾心復合物上的微量DNA實現對AFB1的高靈敏檢測，LOD為0.1 μg/L。由于受空間位阻影響，直接捕獲法中抗體與磁珠結合后捕獲抗原的能力降低；而間接捕獲法中的抗體則以游離狀態捕獲抗原，捕獲效果更佳。實驗結果亦表明，間接捕獲檢測法靈敏度高于直接捕獲法，說明基于磁性材料的ELISA方法中抗體捕獲抗原方式的重要性。

3　在生物傳感器中的應用

3.1在電化學生物傳感器中的應用

電化學生物傳感器是由生物識別元件與電化學轉化器（電位型或電流型的電極）組成的，利用電流或電勢作為檢測信號的分析儀器［20］。其檢測技術簡單、靈敏度高。由于可有效提高分析靈敏度，近年來納米顆粒標記的生物材料在電化學生物傳感器中的應用引起了國內外科研工作者的廣泛關注，但其仍存在如下缺陷：生物分子分離過程復雜；缺乏快速、簡便、高效的生物分子固定方法；抗體、抗原等生物活性分子在電極表面的固定量少，且易脫落，致使檢測靈敏度低、線性范圍窄；檢測后電極表面的免疫復合物不易去除，使傳感器界面不能更新，無法反復使用等［21］。而將磁性納米材料與生物識別元件相結合應用于不同電化學傳感器中可有效彌補以上的不足，改進傳感器的性能。在磁場作用下，偶聯有抗體、抗原等生物分子的磁性納米粒子可方便地實現快速分離富集、靶向定位及從電極表面移除等，從而縮短分析時間、實現電極表面的快速更新。此外，利用微納米磁珠可偶聯大量生物分子的優點可使檢測信號增強，電子傳遞的化合物加快，從而大幅度提高電化學檢測靈敏度。基于上述特點，磁性納米材料在電化學生物傳感器領域具有重要的意義及廣闊的應用前景。近年來基于磁性納米材料的真菌毒素電化學生物傳感器的相關研究見表1。這些電化學傳感器采用的生物識別元件可分為抗體及核酸適配子兩大類，所用電化學檢測原理為伏安法或阻抗法。下面舉例分別說明抗體、核酸適配子及伏安法、阻抗法在其中的應用。

表1　基于磁性材料的電化學傳感器在真菌毒素檢測中的應用概況Table1 Applications of magnetic nano-material combined with electr ochemical sensor in mycotoxin detection

Barthelmebs等［22］構建了以DNA適配子為生物識別元件，超順磁性納米粒子為其載體，堿性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）為信號轉換元件的電化學傳感器。利用電極背面的磁鐵，表面偶聯有OTA適配子的納米磁珠被組裝在工作電極表面。檢測時，在反應孔中加入含OTA的樣品及ALP標記的OTA，與磁珠上的適 配子進行競爭結合后洗去未結合反應物。再加入無電化學活性的萘膦酸，其在ALP催化作用下可轉變成具活性的萘酚，再用差分脈沖伏安法（differential pulse voltammetry，DPV）檢測萘酚含量。由于磁珠表面存在大量生化反應位點及電化學檢測方法的引入，該方法可實現對樣品中OTA的簡便、靈敏、快速的檢測。在葡萄酒中的加標回收實驗表明，其檢測限為0.11 μg/L，相對標準偏差（relative standard deviation，RSD）低于5%，重復性好。與傳統的繁瑣電極修飾過程相比，該方法簡便地利用外加磁場即可將生物分子快速富集至電極表面。此外，該電極在4 ℃存放4 周后檢測能力無變化。與抗體相比，以適配子為識別元件的傳感器具有更好的儲存穩定性及熱穩定性。

2010年Hervás等［23］以抗體為識別元件建立了基于超順磁性磁珠及辣根過氧化物酶標記的ZEN（HRP-ZEN）的 電化學生物傳感器。他首先在微孔板中將ZEN抗體通過G蛋白結合至磁珠表面，再加入HRP-ZEN及樣品進行直接競爭免疫學反應；復合物經磁架進行磁分離、清洗后復溶，復溶液轉至一次性絲網印刷碳電極池中；再加HRP底物H2O2及電化學介質對苯二酚反應后用DPV法檢測，檢測限為0.007 μg/L。該方法將免疫學反應與電極檢測分開進行，且在電化學檢測時將磁珠磁吸附在反應池底部，避免了未結合抗體及磁珠上抗體附著在電極表面對電子傳遞的影響，提高了靈敏度。

應用電化學阻抗譜（electrochemical impedance spectr oscopy，EIS）能有效地對表面目標分析物進行監控，如直接監測表面抗原抗體的反應。近年，基于免疫傳感器的電化學阻抗譜受到特殊的關注。Zamfir等［24］利用巰基將氨基十一烷硫醇鹽酸鹽自組裝在金電極表面后，戊二醛法偶聯牛血清白蛋白（bovine serum albumin，BSA），再將OTA抗體修飾的磁珠固定在其表面來檢測樣品中的OT A。該復合物是通過測定阻抗的變化進行定量分析。檢測結果表明，EIS線性范圍為0.01～5 μg/L，LOD為0.01 μg/L。與上述兩種方法相比，該方法無需酶標OTA參與競爭免疫學反應過程，檢測流程更為簡單。且檢測完成后，通過更新表面的磁珠電極即可用于新一輪的檢測。因此，該免疫阻抗傳感器可反復使用，降低檢測成本。

值得指出的是，基于電化學檢測的微流控芯片生物傳感器在真菌毒素檢測中的應用可 極大地縮短分析耗時。微流控芯片檢測是以微管道網絡為結構特征，在芯片上設計各功能單元，形成進樣、反應、分離、檢測于一體的快速、高效、低耗的高集成度微型分析裝置，易于實現高通量自動化大規模檢測。將磁性材料與微流體器件結合，使磁珠與樣品的混合、反應、分離及電極檢測在微流控芯片上完成，可使微流控檢測兼具磁珠的操控簡易性［32-34］。目前真菌毒素的磁珠微芯片檢測均基于在抗體功能化磁珠表面進行的酶標真菌毒素與樣品中真菌毒素的競爭ELISA反應。Fernánde z-Baldo等［29］將競爭免疫學反應及酶促反應設計在微流道中。該方法先將免疫磁珠經壓力驅動至微流道中可施加磁場的特定區域，再分別將待檢樣品與OTA-HRP或底物壓力驅動至該區域進行各步反應，最后將反應產物驅動至電極檢測。整個檢測過程僅耗時16 min，用于蘋果中OTA的檢測限為0.05 μg/L。

3.2在光學生物傳感器中 的應用

光學生物傳感器由生物識別元件和光學轉換器組成，具有高靈敏度、寬線性范圍、簡單操作、快速、高活性的發光反應等優點。將磁性材料應用于光學生物傳感器能有效避免樣品或反應體系中可發光干擾物及未結合標記物對檢測的影響。

光學免疫傳感器根據標記與否可分為有標記和無標記兩種類型。表面等離子體共振（surface plasmon resonance，SPR）屬于無標記類型，該方法與免疫法相結合，具有特異性好，靈敏度高的優點［30-31，35］。Zamfir等［24］將表面偶聯抗體的磁性納米粒子通過磁場固定在SPR傳感器表面，通過測定共振角的變化檢測OTA，檢測限為0.94 μg/L。

標記型光學免疫傳感器是更為常用的光學傳感器類型，但傳統的熒光標記技術耐光性差、光強度較弱。因此，近年來建立了一些改進的熒光標記技術，并被應用于真菌毒素的檢測。為提高傳統熒光標記物的熒光強度、增強抗光漂白性，研究人員將大量有機熒光染料分子用納米顆粒包裹或通過化學鍵交聯在納米顆粒內部，以期得到性能更佳的新型熒光納米材料。Tang等［36］合 成了摻雜大量羅丹明分子的二氧化硅納米粒子作為熒光標記物，再在其表面偶聯抗體AFB1（anti-AFB1-SiO2-RB）作為識別元件，并以AFB1-BSA修飾的磁性納米顆粒作為免疫探針，檢測時將兩者與樣品混合發生競爭免疫反應。由于免疫探針帶磁性，所得識別元件-免疫探針復合物可方便、快速地通過磁分離、清洗及重懸等步驟進行凈化、富集。所得免疫復合物可用ELISA微孔板讀取儀或程序注射流系統（sequential injection，SI）兩種方法進行熒光檢測：前者LOD為0.2 μg/L；后者LOD為0.1 μg/L。

上轉換發光納米材料（upconversion nanoparticles，UCNPs）是一類摻雜稀土元素的無機納米材料，可在近紅外光激發下發射可見光。大部分生命物質在近紅外光激發時共振吸收非常小，因此其用于食品樣品檢測時檢測背景低，利于提高檢測靈敏度。Wu Shijia等［37］建立了一種以適配子為識別元件，NaYF4:Yb，Er UCNPs為標記物的基于競爭機制的OTA上轉換熒光檢測方法。首先通過生物素/親和素介導，分別將OTA適配子與磁性納米粒子、與適配子序列互補的寡核苷酸鏈與UCNPs相偶聯。再將兩種復合物共孵育，在兩條互補的寡核苷酸鏈的相互作用下上轉換納米粒子 結合至磁性粒子上。檢測時將上述結合后的產物與待測樣品混合，樣品中的OTA可將UCNPs從磁性材料上競爭下來。磁回收、清洗磁性粒子，通過測定混合后熒光強度降低的程度進行定量，檢測靈敏度為0.000 1 μg/L。磁性材料的應用使熒光復合物可方便地實現與基質中熒光干擾物的分離，從而降低檢測背景，提高檢測靈敏度。同年Wu Shijia等［38］還報道了一種同時檢測AFB1和OTA的上轉換熒光競爭免疫檢測法。該方法將分別用AFB1或OTA標記的兩種磁性納米粒子（magnetic nanoparticles，MNPs）以及分別用AFB1或OTA抗體標記的兩種發光波長不同的UCNPS和待測樣品混合進行競爭免疫反應，磁回收免疫復合物MNPs-UCNPS后測定熒光強度。由于反應產物中MNPs-UCNPS量與AFB1或OTA呈負相關，故可通過兩種UCNPS各自熒光信號的減弱程度實現樣品中AFB1或OTA的同時檢測。該方法對AFB1和OTA的最低檢測限可達0.01 μg/L。

電化學發光免疫檢測法（electrochemiluminescent immunoassay，ECLIA）是一種既具有電化學發光法的靈敏高、背景信號低及可簡單地通過調節電極電壓進行控制等特點，又具有免疫學檢測的高選擇性的檢測方法，適于食品等復雜基質中痕量物質的快速分析。量子點（quantum dot，QD）是一類以碲化鎘（CdTe）、硒化鎘（CdSe）硫化鎘（CdS）等為主要成分的具有電化學發光和光致發光特性的新型納米熒光材料。與傳統有機熒光標記物比較，其熒光強度較高、穩定性好、激發波長較寬，越來越多地被用于目標分子的標記和檢測［39］。目前，有關量子點在真菌毒素檢測中的應用還很少。Gan Ning等［40］建立了一種基于磁性氧化石墨烯及CdTe量子點標記物的超靈敏黃曲霉毒素M1（AFM1）電化學發光免疫檢測法。該方法先用磁性氧化石墨烯吸附樣品中的AFM1后，與抗體標記的量子點-碳納米管復合物混合孵育。所得免疫復合物經磁回收后滴至絲網印刷碳電極表面，通過檢測電化學熒光信號定量，奶樣中AFM1檢測限低至3×10-4μg/L。該方法中磁性材料的應用使免疫復合物容易被分離、洗滌，避免了食品基質的干擾，從而利于提高靈敏度，簡化前處理流程，縮短分析時間。

4　結 語

綜上所述，基于表面偶聯容量大、可在液相中分散以及易于操控等優良特性，生物識別元件功能化磁性微納米材料在真菌毒素檢測中的應用日益增多，有效簡化了真菌毒素的檢測流程、縮短了檢測時間并提高了檢測靈敏度。其應用方法有多種，各種方法都具有優缺點。因此，應依據檢測要求、檢測條件等具體情況選擇適當的方法測定待測樣品。磁性材料應用于樣品前處理中并結合色譜法檢測，定量準確、靈敏度高，但是需要昂貴的儀器，有機試劑用量較大，危害環境及實驗人員健康［41］；在常規免疫學檢測中，酶聯免疫吸附檢測法具有靈敏、簡單、快速等特點，但干擾因素較多，對檢測結果造成一定影響；在生物傳感器檢測中，與常規的ELISA方法相比，利用EIS、熒光標記/電化學發光、微流控等技術的免疫傳感器具有特異性強、檢測時間短、檢測范圍大及可以實現在線檢測、操作簡單等優點。但是，目前已報道的基于磁性微納米材料的真菌毒素免疫傳感器在再生性、穩定性、使用壽命等方面的研究較少，限制了它的實際應用及商業化前景，需要進一步加強。此外，將生物識別元件偶聯至磁性材料表面易造成識別元件的親和力下降，影響富集效率及傳感器檢測靈敏度。因此，研究與固相界面偶聯對生物識別元件活性影響的機制，對制備生物識別元件功能化磁性微納米材料具有重要的意義。

雖然目前生物識別元件功能化磁性微納米材料在真菌毒素檢測中的研究已取得了一定的成果，但與化學合成的傳統SPE材料相比，生物識別元件制備流程復雜、費用昂貴且無法重復利用等缺陷限制了其應用。因此，開發穩定性高、可重復使用、成本低，同時兼具特異識別能力的新型識別元件，并將其用于功能化修飾磁性微納米材料是識別元件功能化磁性微納米材料的重要發展方向之一。表面分子印跡磁性材料以分子印跡聚合物為識 別元件，兼具識別特異性和高穩定性［42］，制備相對簡單，可有效降低檢測成本，有望成為真菌毒素檢測的重要工具。

［1］ XIE Jia， LIU Tianshun， SONG Guoxin， et al. Simultaneous analysis of organophosphorus pesticides in water by magnetic solid-phase extraction coupled with GC-MS［J］. Chromatographia， 2013， 76（9/10）: 535-540.

［2］ 陳天華， 歐陽建文， 唐海濤. 現代生物傳感器在食品安全檢測中的應用［J］. 北京工商大學學報: 自然科學版， 2011， 29（1）: 70-74.

［3］ AFASHI-HEJRI L， JINAP S， HAJEB P， et al. A review on mycotoxins in food and feed: malaysia case study［J］. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety， 2013， 12（6）: 6 29-651.

［4］ HEE MOK C， YOUP SHIN S， GYUN KIM B. Aflatoxin，deoxynivalenol， and zearalenone in swine diets: predictions on growth performance［J］. Revista Colombiana de Ciencias Pecuarias， 2013，26（4）: 243-254.

［5］ ROSEANU A， JECU L， BADEA M， et al. Mycotoxins: an overview on their quantification methods［J］. Romanian Journal of Biochemistry，2010， 47（1）: 79-86.

［6］ MENEELY J P， RICCI F， van EGMOND H P， et al. Current methods of analysis for the determination of trichothecene mycotoxins in food［J］. Trends in Analytical Chemistry， 2011， 30（2）: 192-203.

［7］ RAN R， WANG C， HAN Z， et al. Determination of deoxynivalenol（DON） and its derivatives: current status of analytical methods［J］. Food Control， 2013， 34（1）: 138-148.

［8］ KRALJ CIGI? I， PROSEN H. An overview of conventional and emerging analytical methods for the determination of mycotoxins［J］. International Journal of Molecular Sciences， 2009， 10（1）: 62-115.

［9］ KIM H J， KIM S H， LEE J K， et al. A novel mycotoxin purification system using magnetic nanoparticles for the recovery of aflatoxin B1 and zearalenone from feed［J］. Journal of Veterinary Science， 2012，13（4）: 363-369.

［10］ 劉偉偉， 孫秀蘭， 張銀志， 等. 超順磁性免疫磁珠體系用于植物油中黃曲霉毒素B1的檢測研究［J］. 分析測試學報， 2012， 30（12）: 1345-1350.

［11］ WU Ximei， HU Jun， ZHU Binghui， et al. Aptamer-targeted magnetic nanospheres as a solid-phase extraction sorbent for determination of ochratoxin A in food samples［J］. Journal of Chromatography A， 2011，1218（41）: 7341-7346.

［12］ IL’ICHEV Y V， PERRY J L， R?KER F， et al. Interaction of ochratoxin A with human serum albumin. Binding sites localized by competitive interactions with the native protein and its recombinant fragments［J］. Chemico-Biological Interactions， 2002， 141（3）: 275-293.

［13］ HONG C Y， CHEN Y C. Selective enrichment of ochratoxin A using human serum albumin bound magnetic beads as the concentrating probes for capillary electrophoresis/electrospray ionization-mass spectrometric analysis［J］. Journal of Chromatography A， 2007，1159（1）: 250-255.

［14］ 謝芳， 賴衛華， 史愛武， 等. 免疫磁珠富集結合酶聯免疫吸附法檢測醬油中黃曲霉毒素B1［J］. 食品科學， 2013， 34（18）: 165-169.

［15］ TUDORACHE M， BALA C. Sensitive aflatoxin B1 determination using a magnetic particles-based enzyme-linked immunosorbent assay［J］. Sensors， 2008， 8（12）: 7571-7580.

［16］ AQAI P， PETERS J， GERSSEN A， et al. Immunomagnetic microbeads for screening with flow cytometry and identification with nano-liquid chromatography mass spectrometry of ochratoxins in wheat and cereal［J］. Analytical and Bioanalytical Chemistry， 2011， 400（9）: 3085-3096.

［17］ MALOU N， RAOULT D. Immuno-PCR: a promising ultrasensitive diagnostic method to detect antigens and antibodies［J］. Trends in Microbiology， 2011， 19（6）: 295-302.

［18］ YANG G X， ZHUANG H S， CHEN H Y， et al. A sensitive immunosorbent bio-barcode assay based on real-time immuno-PCR for detecting 3，4，3'，4'-tetrachlorobiphenyl［J］. Analytical and Bioanalytical Chemistry， 2014， 406（6）: 1-8.

［19］ BABU D， MURIANA P M. Immunomagnetic bead-based recovery and real time quantitative PCR （RT iq-PCR） for sensitive quantification of aflatoxin B1［J］. Journal of Microbiological Methods，2011， 86（2）: 188-194.

［20］ SUGINTA W， KHUNKAEWLA P， SCHULTE A. Electrochemical biosensor applications of polysaccharides chitin and chitosan［J］. Chemical Reviews， 2013， 113（7）: 5458-5479.

［21］ 金海娟. 基于鐵磁性納米材料的電化學夾心免疫傳感器研究［D］. 寧波: 寧波大學， 2012: 6-14.

［22］ BARTHELMEBS L， HAYAT A， LIMIADI A W， et al. Electrochemical DNA aptamer-based biosensor for OTA detection，using superparamagnetic nanoparticles［J］. Sensors and Actuators B: Chemical， 2011， 156（2）: 932-937.

［23］ HERV?S M， L?PEZ M ?， ESCARPA A. Simplified calibration and analysis on screen-printed disposable platforms for electrochemical magnetic bead-based inmunosensing of zearalenone in baby food samples［J］. Biosensors and Bioelectronics， 2010， 25（7）: 1755-1760.

［24］ ZAMFIR L G， GEANA I， BOURIGUA S， et al. Highly sensitive labelfree immunosensor for ochratoxin A based on functionalized magnetic nanoparticles and EIS/SPR detection［J］. Sensors and Actuators B: Chemical， 2011， 159（1）: 178-184.

［25］ HERV?S M， L?PEZ M ?， ESCARPA A. Electrochemical immunoassay using magnetic beads for the determination of zearalenone in baby food: an anticipated analytical tool for food safety［J］. Analytica Chimica Acta， 2009， 653（2）: 167-172.

［26］ FERN?NDEZ-BALDO M A， BERTOLINO F A， MESSINA G A， et al. Modified magnetic nanoparticles in an electrochemical method for the ochratoxin A determination in Vitis vinifera red grapes tissues［J］. Talanta， 2010， 83（2）: 651-657.

［27］ NGUYEN B H， TRAN L D， DO Q P， et al. Label-free detection of aflatoxin M1 with electrochemical Fe3O4/polyaniline-based aptasensor［J］. Materials Science and Engineering C， 2013， 33（4）: 2229-2234.

［28］ TANG D， ZHONG Z， NIESSNER R， et al. Multifunctional magnetic bead-based electrochemical immunoassay for the detection of aflatoxin B1 in food［J］. Analyst， 2009， 134（8）: 1554-1560.

［29］ FERN?NDEZ-BALDO M A， BERTOLINO F A， FERN?NDEZ G， et al. Determination of ochratoxin A in apples contaminated with Aspergillus ochraceus by using a microfluidic competitive immunosensor with magnetic nanoparticles［J］. Analyst， 2011，136（13）: 2756-2762.

［30］ HERV?S M， L?PEZ M A， ESCARPA A. Integrated electrokinetic magnetic bead-based electrochemical immunoassay on microfluidic chips for reliable control of permitted levels of zearalenone in infant foods［J］. Analyst， 2011， 136（10）: 2131-2138.

［31］ HERV?S M， L?PEZ M ?， ESCARPA A. Electrochemical microfluidic chips coupled to magnetic bead-based ELISA to control allowable levels of zearalenone in baby foods using simplified calibration［J］. Analyst， 2009， 134（12）: 2405-2411.

［32］ SHAMSI M H， CHOI K， NG A H C， et al. A digital microfluidic electrochemical immunoassay［J］. Lab on a Chip， 2014， 14（3）: 547-554.

［33］ 任莉莉. 基于磁性納米微粒與微流控芯片的血栓形成及藥物溶栓機理研究［D］. 楊凌: 西北農林科技大學， 2010: 12-14.

［34］ UNGERB?CK B， FELLINGE S， SULZER P， et al. Magnetic optical sensor particles: a flexible analytical tool for microfluidic devices［J］. Analyst， 2014， 139（10）: 2551-2559.

［35］ 劉瑾， 張婉潔， 王文， 等. 利用SPR生物傳感器檢測牛奶中的氨芐青霉素殘留［J］. 化學研究與應用， 2013， 25（5）: 754-759.

［36］ TANG D， YU Y， NIESSNER R， et al. Magnetic bead-based fluorescence immunoassay for aflatoxin B1 in food using biofunctionalized rhdamine B-doped silica nanoparticles［J］. Analyst，2010， 135（10）: 2661-2667.

［37］ WU Shijia， DUAN Nuo， WANG Zhouping， et al. Aptamerfunctionalized magnetic nanoparticle-based bioassay for the detection of ochratoxin A using upconversion nanoparticles as labels［J］. Analyst，2011， 136（11）: 2306-2314.

［38］ WU Shijia， DUAN Nuo， ZHU Changqing， et al. Magnetic nanobeadbased immunoassay for the simultaneous detection of aflatoxin B1 and ochratoxin A using upconversion nanoparticles as multicolor labels［J］. Biosensors and Bioelectronics， 2011， 30（1）: 35-42.

［39］ 李響. 磁分離結合發光量子點標記黃曲霉毒素B1、赭曲霉毒素A檢測方法研究［D］. 無錫: 江南大學， 2012.

［40］ GAN Ning， ZHOU Jing， XIONG Ping， et al. An ultrasensitive electrochemiluminescent immunoassay for aflatoxin M1 in milk， based on extraction by magnetic graphene and detection by antibody-labeled CdTe quantumn dots-carbon nanotubes nanocomposite［J］. Toxins，2013， 5（5）: 865-883.

［41］ 趙靜， 王娜， 馮敘橋， 等. 蔬菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽檢測方法的研究進展［J］. 食品科學， 2014， 35（8）: 42-49.

［42］ HU Canhui， DENG Jian， ZHAO Yubao， et al. A novel core： shell magnetic nano-sorbent with surface molecularly imprinted polymer coating for the selective solid phase extraction of dimetridazole［J］. Food Chemistry， 2014， 158（1）: 366-373.

Application of Biological Recognition Element-Based Functional Magnetic Micro/Nano-Material in Mycotoxin Determination

SHEN Jun1，2， XIONG Yonghua1，2， XU Hengyi1， GUO Liang1，2，*
（1. State Key Laboratory of Food Science and Technology， Nanchang University， Nanchang 330047， China；2. Sino-German Joint Research Institute， Nanchang University， Nanchang 330047， China）

Mycotoxins are small secondary metabolites with high toxicity produced by a few fungal species. They are harmful to human and animal health by contaminating food and entering the food chain. One of the effective approaches for controlling mycotoxin hazard is to develop rapid， accurate and sensitive analytical methods. Recently， the functionalized magnetic materials have been widely applied in sample pretreatment and biosensor detection due to their good characteristics such as superparamagnetization and high specific surface area. In this review the traditional mycotoxin detection methods and the merits of magnetic materials are summarized. The emerging sample pretreatment methods and biosensor detection methods involving magnetic nano-materials for mycotoxin determination are discussed in detail， and future research trends are proposed.

magnetic nano-material； bio-recognition element； mycotoxins

TS201.6

A

1002-6630（2015）03-0228-06

10.7506/spkx1002-6630-201503044

2014-04-13

國家重點基礎研究發展計劃（973計劃）項目（2013CB127804）；國家自然科學基金地區科學基金項目（31360385）

沈駿（1989—），女，碩士研究生，研究方向為食品安全與分析。E-mail：moscot198911@163.com

郭亮（1974—），男，副研究員，碩士，研究方向為食品安全。E-mail：bioguo@163.com