黃曲霉毒素檢測技術研究進展

◎ 淦 露

（江西省檢驗檢測認證總院食品檢驗檢測研究院，江西 南昌 330052）

黃曲霉毒素是一組雜環芳烴次生代謝產物，主要由黃曲霉和寄生曲霉在濕熱條件下產生。1993 年世界衛生組織將其列為Ⅰ類致癌物，黃曲霉毒素的化學結構如圖1 所示。

圖1 不同類型的黃曲霉毒素化學結構圖

其中，黃曲霉毒素B1（Aflatoxin，AFB1）是已知最強的天然致癌物。國際癌癥機構研究表明，已有足夠的人類流行病學和動物實驗證明AFB1具有高度致癌性、致突變性和致畸性。報道還表明，AFB1可誘發原發性肝癌、胃癌和肺癌等。黃曲霉毒素主要通過污染食品和農產品對人們的健康造成嚴重威脅，由于它們的熱穩定性較好，其不會被正常的工業加工或烹飪破壞。因此，食品中黃曲霉毒素的檢測顯得尤為重要，對保障食品安全具有重要意義。傳統的黃曲霉毒素檢測方法有高效液相色譜法和酶聯免疫吸附法（Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay，ELISA）。然而，高效液相色譜法需依賴大型儀器，ELISA 法操作煩瑣，不適用于現場快速檢測。一些新型檢測技術如免疫層析法、表面增強拉曼散射（Surface enhanced Raman scattering，SERS）生物傳感器、表面等離子體共振（Surface plasmon resonance，SPR）生物傳感器、電化學生物傳感器、熒光生物傳感器和微流控技術具有檢測靈敏度高、分析速度快、成本低和操作簡便的優勢，已廣泛應用于食品中黃曲霉毒素的檢測，表1總結了新型檢測技術在黃曲霉毒素檢測中的應用。

表1 新型檢測技術在黃曲霉毒素檢測中的應用表

1 免疫層析法

免疫層析技術是建立在層析作用基礎上的免疫檢測技術，其主要原理是在毛細管力的層析作用下，目標待測物在試紙條上泳動，被噴涂在檢測線上的捕獲抗體捕獲而發生特異性免疫反應，而游離的一抗在被噴涂在質控線上的二抗捕獲，借助特殊的標記材料，如最常用的膠體金以及新型熒光材料等，通過肉眼或特殊光線的照射能夠在檢測線和質控線上觀察到顏色條帶，既可以實現定性檢測，也可結合專門定制的小型儀器實現定量檢測。免疫層析法操作步驟簡便，僅需將含有黃曲霉毒素的樣品滴在試紙條的樣品添加區域，等待10 ～30 min 即可觀察到條帶的顏色變化，適用于現場檢測。GOU 等[6]利用磁性熒光微球分離黑醬油中的黃曲霉毒素B1，同時作為免疫層析試紙的熒光信號標記物，實現了醬油中黃曲霉毒素B1的高靈敏檢測，在黑醬油中的檢測限達51 pg·mL-1。

2 SERS 生物傳感器

SERS 是指當物質分子吸附在金屬或納米粒子表面時，光照射后發生的散射光產生的拉曼光譜信號會出現增強的現象。與傳統的檢測方法相比，SERS 是一種前景分析工具，具有靈敏度高和操作簡便的優點。在基于SERS 的檢測方法中，高性能的SERS 標簽是提高檢測靈敏度的關鍵，如金/銀納米簇、納米棒等。HE 等[7]制備了一種適配體功能化的磁性捕獲探針，利用黃曲霉毒素B1比核酸信號探針與適配體親和力更高的原理，基于競爭策略設計了一種“signal-off”型SERS 生物傳感器用于黃曲霉毒素B1的檢測，在最優條件下，該方法的檢測限為0.40 pg·mL-1，并成功應用于花生油樣品中黃曲霉毒素B1的檢測，回收率在96.6%～115.0%。。

3 SPR 生物傳感器

SPR 是一種非常有效的、用來檢測表面相互作用的方法，其基本原理是光線照射在金屬薄膜表面時，光的反射與金屬膜介質表面固定分子的折射率或分子質量有關，因此可以利用該原理來監測SPR 芯片表面發生的分子相互作用。基于SPR 的檢測方法具有免標記、靈敏度高的優點，在小分子物質的分析方面具有較大的應用潛力。LI 等[8]在SPR 芯片表面設計了一種基于競爭策略的適配體SPR 傳感策略，由于鏈霉親和素的大分子質量所產生較為強烈的SPR 信號，該方法對緩沖溶液中黃曲霉毒素B1的檢測限達50 pmol·L-1，并成功應用于稀釋20 倍的葡萄汁樣品中黃曲霉毒素B1的檢測，檢測限達0.1 nmol·L-1。

4 電化學生物傳感器

電化學檢測是目前應用較為廣泛的一種檢測技術，其基本原理是當分析物被吸附在電極表面時，引起電流、阻抗、電位或電導的變化，通過監測這些電化學參數的變化來定量目標分析物。電化學分析需要使用電化學工作站進行分析，目前已經開發出小型的便攜式電化學分析儀，有利于構建體型小、便攜、高靈敏的黃曲霉毒素檢測方法。此外，在電化學分析中，電極表面所負載的導電能力強的納米材料對提高檢測靈敏度具有關鍵作用。RAHIMI 等[9]制備了一種碳量子點/八面體Cu2O 納米復合材料，用于提高電化學響應，同時利用適配體的特異性識別作用用于結合黃曲霉毒素B1，在最優條件下，該方法的檢測限達（0.90±0.04） ag·mL-1，并應用于小麥粉樣品的檢測。

5 熒光生物傳感器

熒光生物傳感器是指利用熒光素、熒光納米材料或其他具有熒光特性的物質標記目標分析，通過監測標記物所產生的熒光信號實現目標物的檢測。目前報道的檢測方法中，熒光納米材料主要有染料基熒光納米材料、半導體量子點及其納米珠、上轉換納米粒子、時間分辨熒光納米材料、聚集誘導發光納米材料、貴金屬納米團簇和磁性熒光納米材料，已成功應用于黃曲霉毒素的檢測。JIA 等[10]建立了一種基于量子點納米珠的熒光免疫傳感器，用于現場檢測蓮子中的黃曲霉毒素B1，利用羧基化的量子點與黃曲霉毒素B1抗體偶聯，用于特異性識別待測靶標，在最優條件下，該方法可在15 min 內完成檢測，檢測限達1 ng·mL-1，在蓮子樣品中的回收率為94.0%～116.0%，且所得到的檢測結果與LC-MS/MS 標準方法得到的檢測結果基本一致，具有良好的可靠性。

6 微流控技術

基于微流控技術所制作的微流控芯片是一種集成的一體化小型分析裝置，被稱為芯片上的實驗室，集樣品添加、混合、孵育、洗滌、分離和檢測等步驟于一體，具有小型化、自動化、低成本等優點。在微流控分析裝置的設計中，通常會設計蜿蜒曲折的反應通道，從而增加待測靶標與信號標簽的碰撞機會，提高檢測靈敏度。BHARDWAJ 等[11]制備了一種無標記的超靈敏微流控傳感器，用于檢測小麥中的黃曲霉毒素，通過多層組裝的Au 芯片顯著提高了檢測靈敏度，檢測限達0.003 nmol·L-1，與裸Au 芯片的檢測限相比 （0.19 nmol·L-1），多層組裝的Au 芯片的檢測靈敏度顯著提高，在小麥樣品的檢測中具有90.1%～93.0%的回收率。

7 結語

黃曲霉毒素污染是影響食品安全問題的重要因素，如何快速、準確和高靈敏地檢測食品中的黃曲霉毒素一直是研究者們關注的熱點。目前已經研究出了多種新型檢測方法，然而食品樣品的復雜特性仍是影響檢測方法靈敏度的主要問題之一。因此，需要對樣品前處理方法及黃曲霉毒素的提取進行進一步的研究，特別是對于低濃度的黃曲霉毒素。盡管人們對黃曲霉毒素的檢測技術進行了大量研究，但仍有較大的改進空間，新的研究方向應該集中在黃曲霉毒素的特異性分離、小型集成檢測設備的開發和高靈敏信號標記物的開發，最終實現黃曲霉毒素的高效、準確、快速地檢測。