综述：基于纳米材料的适体传感器用于检测黄曲霉毒素B1的研究进展

本综述聚焦于黄曲霉毒素B1（AFB1）这一高毒性、强致癌性的食品安全威胁，系统评述了基于纳米材料的适体传感器（Aptasensors）的最新研究进展。文章详细阐述了常用纳米材料的分类与特性，重点分析了光学、电化学、光化学及双模式传感器的工作原理与应用优势，特别强调了双模式传感器通过信号协同提升抗干扰能力与可靠性的创新价值，并为该领域未来挑战与发展趋势提供了前瞻性见解。

纳米材料：AFB₁检测的强力助推器

黄曲霉毒素B₁（Aflatoxin B₁, AFB₁）是一类具有极端毒性和强致癌性的次级代谢产物，对食品安全和人类健康构成严重威胁。传统检测方法存在成本高、操作复杂、耗时长等缺点。适体传感器（Aptasensors）因其所用适体（Aptamer）的高亲和力与高选择性，在AFB₁检测中备受关注。而纳米材料独特的物理化学性质能够显著增强传感器性能，成为该领域的研究热点。

常用纳米材料的分类与特性

纳米材料在适体传感器中主要扮演信号放大、载体固定和生物分子稳定等角色。常用的纳米材料包括：

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  贵金属纳米材料：如金纳米颗粒（AuNPs）和银纳米颗粒（AgNPs），具有优异的局域表面等离子体共振（LSPR）效应和导电性，常用于光学和电化学信号转换与放大。
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  碳基纳米材料：如石墨烯（Graphene）、氧化石墨烯（GO）和碳纳米管（CNTs），拥有巨大的比表面积和出色的电学性能，是理想的生物分子固定平台和电子传递介质。
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  磁性纳米材料：如四氧化三铁纳米颗粒（Fe₃O₄ NPs），便于通过外磁场实现快速分离和富集，简化样品前处理步骤。
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  量子点（QDs）：具有尺寸可调的荧光发射特性，是构建荧光传感器的优秀信号探针。
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  上转换纳米颗粒（UCNPs）：能够将低能量的近红外光转换为高能量的可见光，有效避免生物样品自发荧光的干扰，提高检测信噪比。

这些纳米材料的引入，极大地提升了适体传感器的灵敏度、选择性和稳定性。

光学适体传感器：眼见为实

光学适体传感器通过检测AFB₁与适体结合前后引起的光学信号（如颜色、荧光、化学发光）变化来实现定量分析。基于纳米材料的信号放大策略是该类传感器的核心。

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  比色法：通常利用金纳米颗粒（AuNPs）聚集或分散导致的溶液颜色变化（如红变蓝）进行可视化或仪器检测。适体与AFB₁的特异性结合会破坏或诱导AuNPs的聚集状态，从而产生颜色响应。
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  荧光法：常采用荧光共振能量转移（FRET）或内滤效应（IFE）原理。例如，将荧光标记的适体吸附在氧化石墨烯（GO）表面时，荧光会被淬灭；当AFB₁存在时，适体与其结合并从GO表面脱离，荧光恢复。量子点（QDs）和上转换纳米颗粒（UCNPs）因其高亮度和光稳定性，作为新型荧光标记物展现出巨大潜力。

光学传感器具有操作简便、可实现快速现场检测的优点。

电化学与光化学适体传感器：精准灵敏

电化学适体传感器通过测量AFB₁与适体结合后引起的电流、电位或阻抗等电学参数的变化进行检测。纳米材料，特别是碳纳米管（CNTs）和石墨烯，因其卓越的导电性，能显著加速电极表面的电子转移速率，放大电信号。这类传感器具有高灵敏度、低检测限和易于微型化的特点。

光化学（PEC）适体传感器则是一个新兴领域，它基于光敏材料在光照下产生光电流的原理。AFB₁与适体的结合会影响光生电子-空穴对的分离效率，从而导致光电流的变化。纳米结构的光敏材料（如TiO₂纳米线、CdS量子点敏化的材料）能够提供大的比表面积和高效的光捕获能力，是构建高性能PEC传感器的关键。

双模式检测系统：优势互补，可靠性倍增

双模式传感器是本文着重强调的创新方向。它通过集成两种不同的检测信号（如电化学-荧光、比色-电化学等）于同一平台，实现对同一目标物的同步或顺序分析。

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  优势：双模式检测能够利用不同信号的互补性，通过相互验证有效排除单一检测模式可能存在的假阳性或假阴性干扰，极大提升了检测结果的准确性和可靠性。这对于复杂食品基质中痕量AFB₁的分析尤为重要。
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  应用：例如，一个传感器可同时输出颜色变化（用于半定量现场判断）和电流响应（用于精确定量），满足了快速筛查与实验室确证的双重需求。

挑战与展望

尽管纳米材料基适体传感器在AFB₁检测中展现出巨大潜力，但仍面临一些挑战。例如，纳米材料在实际样品中的稳定性和生物相容性需进一步优化；传感器件的标准化和批量生产是实现商业化应用的瓶颈；对于复杂食品样本，如何提高传感器的抗基质干扰能力是关键。未来研究将更侧重于开发新型、多功能纳米材料，设计更智能、便携的传感装置，并推动其在现场快速检测（Point-of-Care Testing, POCT）中的实际应用，为食品安全监控技术的革新提供有力支撑。