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华南农业大学食品学院李向梅‖【CEJ】“特洛伊木马”智能传感器:一键式分离-猝灭-报告实现黄曲霉毒素M1现场双模式快检

2026-02-10 11:37:23

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介绍 /Introduction

开发快速、高灵敏度和高准确性的生物传感器对于监测诸如黄曲霉毒素 M1（AFM1）这类高毒性、高风险的污染物至关重要。在本研究中，华南农业大学食品学院李向梅等人设计了一种多功能的 Fe₃O₄@聚多巴胺/金杂化物（Fe₃O₄@PDA@Au），将磁分离和富集、信号产生以及荧光猝灭整合到一个单一平台上。与传统的金纳米粒子相比，所合成的 Fe₃O₄@PDA@Au 在摩尔消光系数（19.72 倍）、荧光猝灭能力（3.51 倍）和抗体亲和力（1.5 倍）方面表现出显著的增强效果。基于 Fe₃O₄@PDA@Au 建立了一种双模式比色-荧光侧流免疫测定（LFIA）方法用于牛奶中 AFM1 的检测。该方法的检测限为 0.023 纳克/毫升（比色法）和 0.019 纳克/毫升（荧光法），灵敏度比现有方法高 26.3 倍，结果可在 15 分钟内获得。获得了 84.6% - 107.5% 的满意回收率，变异系数在 3.0% - 12.1% 之间。对 10 份真实牛奶样本进行的液相色谱 - 串联质谱平行验证显示出了极高的相关性（R2 > 0.99），这证实了 Fe₃O₄@PDA@Au-LFIA 平台具有极高的可靠性。这项工作不仅为现场 AFM1 监测提供了一种可靠且准确的工具，还提出了一种可扩展的技术解决方案，具有显著提升乳制品安全性和支持全球食品安全监管体系的巨大潜力。

研究图文/Introduction

Scheme 1. Schematic diagram of the FPA-LFIA; (A) Synthesis of FPA; (B) Detection principle of FPA-LFIA and comparison of the properties between FPA and AuNPs.

Fig. 1. SEM images of (A) Fe3O4, (B) FPA. (C) TEM image of Fe3O4. (D, E) HRTEM image of FPA. (F) Zeta potential of Fe3O4, FPA and FPA@mAb. (G) XPS curves of Fe3O4 and FPA. (H) Au 4f peaks in FPA composites. (I) C 1s peaks in FPA composites. Elemental mappings of FPA (J), Au in FPA (K) and Fe, N, O, C in FPA (L).

Fig. 2. Calculation of the absorption coefficient and fluorescence quenching constant. UV–vis absorption spectroscopy of (A) AuNPs, (D) Fe3O4, (G) Fe3O4@PDA, and (J) FPA. Absorption coefficient calibration curves of (B) AuNPs, (E) Fe3O4, (H) Fe3O4@PDA, and (K) FPA. Fluorescence spectra of TRFM (100 μL, 0.04 mg/mL), which decreased at 620 nm with the addition of AuNPs (C), Fe3O4 (F), Fe3O4@PDA (I), and FPA (L).

Fig. 3. Optimization of FPA-LFIA material synthesis parameters and labeling conditions: (A) the ratio of DA-HCl to HAuCl4, (B) the duration of ultrasound response, (C) the amount of 0.2 M K2CO3, (D) the diluent of Ab, (E) the type of blocking solution, (F) Comparison of ka and KD.

Fig. 4. Photographs and calibration curves of the FPA-LFIA strips. The colorimetric signal (A), and fluorescence signal (B).

结论 /Conclusion

总之，本研究成功建立了一种基于 FPA 的新型比色-荧光双重信号 LFIA 方法，用于对牛奶中 AFM1 的高灵敏度检测。FPA 材料经过合理设计，集成了多种优势特性：（1）Fe₃O₄ 的磁分离能力有效减少了复杂食品样本的基质干扰；（2）与 Fe₃O₄ 和 Au 一起作用的深色 PDA 产生了强烈的比色信号；（3）PDA 的宽光谱吸收与 AuNPs 的结合赋予了强大的荧光猝灭能力。与现有的 AFM1 检测 LFIA 方法相比，所开发的生物传感器在灵敏度上提高了 26.3 倍。这项工作提供了一种创新的双模式传感策略，能够对乳制品中的 AFM1 进行高灵敏度、快速和现场分析。基于 FPA 的生物传感器表现出出色的应用潜力，并有望作为一种多功能的技术解决方案，用于现场快速检测复杂基质，从而有助于加强食品安全监管和减少全球乳制品行业的经济损失。

文献信息 /Literature information

A “Trojan horse” biosensor: Integrating separation, quenching and reporting for on-site dual-modal detection of aflatoxin M1 via Fe₃O₄@polydopamine/gold hybrid

Yanchao Wang a, Mengyao Wang a, Yue Zhu a, Vasily Panferov b, Zhenlin Xu a, Hongtao Lei a, Xiangmei Li a

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.173866

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