黃曲霉毒素檢測技術(shù)研究進(jìn)展

◎ 淦 露

（江西省檢驗(yàn)檢測認(rèn)證總院食品檢驗(yàn)檢測研究院，江西 南昌 330052）

黃曲霉毒素是一組雜環(huán)芳烴次生代謝產(chǎn)物，主要由黃曲霉和寄生曲霉在濕熱條件下產(chǎn)生。1993 年世界衛(wèi)生組織將其列為Ⅰ類致癌物，黃曲霉毒素的化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 不同類型的黃曲霉毒素化學(xué)結(jié)構(gòu)圖

其中，黃曲霉毒素B1（Aflatoxin，AFB1）是已知最強(qiáng)的天然致癌物。國際癌癥機(jī)構(gòu)研究表明，已有足夠的人類流行病學(xué)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明AFB1具有高度致癌性、致突變性和致畸性。報(bào)道還表明，AFB1可誘發(fā)原發(fā)性肝癌、胃癌和肺癌等。黃曲霉毒素主要通過污染食品和農(nóng)產(chǎn)品對(duì)人們的健康造成嚴(yán)重威脅，由于它們的熱穩(wěn)定性較好，其不會(huì)被正常的工業(yè)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(duì)保障食品安全具有重要意義。傳統(tǒng)的黃曲霉毒素檢測方法有高效液相色譜法和酶聯(lián)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(xiàn)場快速檢測。一些新型檢測技術(shù)如免疫層析法、表面增強(qiáng)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(xué)生物傳感器、熒光生物傳感器和微流控技術(shù)具有檢測靈敏度高、分析速度快、成本低和操作簡便的優(yōu)勢，已廣泛應(yīng)用于食品中黃曲霉毒素的檢測，表1總結(jié)了新型檢測技術(shù)在黃曲霉毒素檢測中的應(yīng)用。

表1 新型檢測技術(shù)在黃曲霉毒素檢測中的應(yīng)用表

1 免疫層析法

免疫層析技術(shù)是建立在層析作用基礎(chǔ)上的免疫檢測技術(shù)，其主要原理是在毛細(xì)管力的層析作用下，目標(biāo)待測物在試紙條上泳動(dòng)，被噴涂在檢測線上的捕獲抗體捕獲而發(fā)生特異性免疫反應(yīng)，而游離的一抗在被噴涂在質(zhì)控線上的二抗捕獲，借助特殊的標(biāo)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(zhì)控線上觀察到顏色條帶，既可以實(shí)現(xiàn)定性檢測，也可結(jié)合專門定制的小型儀器實(shí)現(xiàn)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(qū)域，等待10 ～30 min 即可觀察到條帶的顏色變化，適用于現(xiàn)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(shí)作為免疫層析試紙的熒光信號(hào)標(biāo)記物，實(shí)現(xiàn)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(dá)51 pg·mL-1。

2 SERS 生物傳感器

SERS 是指當(dāng)物質(zhì)分子吸附在金屬或納米粒子表面時(shí)，光照射后發(fā)生的散射光產(chǎn)生的拉曼光譜信號(hào)會(huì)出現(xiàn)增強(qiáng)的現(xiàn)象。與傳統(tǒng)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(yōu)點(diǎn)。在基于SERS 的檢測方法中，高性能的SERS 標(biāo)簽是提高檢測靈敏度的關(guān)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(hào)探針與適配體親和力更高的原理，基于競爭策略設(shè)計(jì)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(yōu)條件下，該方法的檢測限為0.40 pg·mL-1，并成功應(yīng)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(shí)，光的反射與金屬膜介質(zhì)表面固定分子的折射率或分子質(zhì)量有關(guān)，因此可以利用該原理來監(jiān)測SPR 芯片表面發(fā)生的分子相互作用?；赟PR 的檢測方法具有免標(biāo)記、靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)，在小分子物質(zhì)的分析方面具有較大的應(yīng)用潛力。LI 等[8]在SPR 芯片表面設(shè)計(jì)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(zhì)量所產(chǎn)生較為強(qiáng)烈的SPR 信號(hào)，該方法對(duì)緩沖溶液中黃曲霉毒素B1的檢測限達(dá)50 pmol·L-1，并成功應(yīng)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(dá)0.1 nmol·L-1。

4 電化學(xué)生物傳感器

電化學(xué)檢測是目前應(yīng)用較為廣泛的一種檢測技術(shù)，其基本原理是當(dāng)分析物被吸附在電極表面時(shí)，引起電流、阻抗、電位或電導(dǎo)的變化，通過監(jiān)測這些電化學(xué)參數(shù)的變化來定量目標(biāo)分析物。電化學(xué)分析需要使用電化學(xué)工作站進(jìn)行分析，目前已經(jīng)開發(fā)出小型的便攜式電化學(xué)分析儀，有利于構(gòu)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(xué)分析中，電極表面所負(fù)載的導(dǎo)電能力強(qiáng)的納米材料對(duì)提高檢測靈敏度具有關(guān)鍵作用。RAHIMI 等[9]制備了一種碳量子點(diǎn)/八面體Cu2O 納米復(fù)合材料，用于提高電化學(xué)響應(yīng)，同時(shí)利用適配體的特異性識(shí)別作用用于結(jié)合黃曲霉毒素B1，在最優(yōu)條件下，該方法的檢測限達(dá)（0.90±0.04） ag·mL-1，并應(yīng)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(zhì)標(biāo)記目標(biāo)分析，通過監(jiān)測標(biāo)記物所產(chǎn)生的熒光信號(hào)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物的檢測。目前報(bào)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(dǎo)體量子點(diǎn)及其納米珠、上轉(zhuǎn)換納米粒子、時(shí)間分辨熒光納米材料、聚集誘導(dǎo)發(fā)光納米材料、貴金屬納米團(tuán)簇和磁性熒光納米材料，已成功應(yīng)用于黃曲霉毒素的檢測。JIA 等[10]建立了一種基于量子點(diǎn)納米珠的熒光免疫傳感器，用于現(xiàn)場檢測蓮子中的黃曲霉毒素B1，利用羧基化的量子點(diǎn)與黃曲霉毒素B1抗體偶聯(lián)，用于特異性識(shí)別待測靶標(biāo)，在最優(yōu)條件下，該方法可在15 min 內(nèi)完成檢測，檢測限達(dá)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(jié)果與LC-MS/MS 標(biāo)準(zhǔn)方法得到的檢測結(jié)果基本一致，具有良好的可靠性。

6 微流控技術(shù)

基于微流控技術(shù)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(shí)驗(yàn)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(dòng)化、低成本等優(yōu)點(diǎn)。在微流控分析裝置的設(shè)計(jì)中，通常會(huì)設(shè)計(jì)蜿蜒曲折的反應(yīng)通道，從而增加待測靶標(biāo)與信號(hào)標(biāo)簽的碰撞機(jī)會(huì)，提高檢測靈敏度。BHARDWAJ 等[11]制備了一種無標(biāo)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(dá)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(jié)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(zhǔn)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(guān)注的熱點(diǎn)。目前已經(jīng)研究出了多種新型檢測方法，然而食品樣品的復(fù)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(duì)樣品前處理方法及黃曲霉毒素的提取進(jìn)行進(jìn)一步的研究，特別是對(duì)于低濃度的黃曲霉毒素。盡管人們對(duì)黃曲霉毒素的檢測技術(shù)進(jìn)行了大量研究，但仍有較大的改進(jìn)空間，新的研究方向應(yīng)該集中在黃曲霉毒素的特異性分離、小型集成檢測設(shè)備的開發(fā)和高靈敏信號(hào)標(biāo)記物的開發(fā)，最終實(shí)現(xiàn)黃曲霉毒素的高效、準(zhǔn)確、快速地檢測。