综述：基于适配体的传感在食品科学中的应用：提升消费者安全与认知的精密度工具

《Current Opinion in Food Science》：Aptamer-Based Sensing in Food Science: Precision Tools for Enhanced Consumer Safety and Perception

本综述系统阐述了适配体传感器（aptasensors）作为食品检测新兴工具的进展，重点介绍了其高特异性、热稳定性及在复杂食品基质中的应用潜力。文章涵盖了SELEX技术优化、纳米材料辅助信号转导、人工智能（AI）辅助荧光传感器、纸基/微流体装置及智能手机集成平台等创新方向，同时指出其在重现性、长期稳定性及法规验证方面的挑战，为食品安全的实时监测提供了技术前瞻。

　　

基于适配体的传感在食品科学中的应用：精密度工具助力消费者安全与认知提升

引言

食品安全作为全球性挑战，正面临微生物病原体、霉菌毒素、农药残留及抗生素污染物等多重威胁，这些污染物不仅带来毒性风险，还加剧了抗菌素耐药性问题。传统检测方法如高效液相色谱（HPLC）、气相色谱-质谱联用（GC-MS）、酶联免疫吸附测定（ELISA）和聚合酶链式反应（PCR）虽具备高灵敏度与特异性，但其成本高昂、操作繁琐且依赖实验室环境，难以满足现场快速检测需求。适配体生物传感器（aptasensors）应运而生，其核心识别元件——适配体（aptamers）作为单链寡核苷酸或肽类配体，通过折叠形成茎环、G-四链体等二级结构，以非共价作用力高特异性结合靶标，兼具稳定性高、易于修饰及抗基质干扰等优势，为食品污染物检测提供了革新性工具。

适配体筛选与优化

适配体的开发依赖指数富集配体系统进化技术（SELEX），通过迭代筛选获得高亲和力序列。近期SELEX策略的优化，如引入纳米材料辅助筛选与计算模拟，显著提升了适配体对小分子靶标（如毒素或农药）的结合效率。然而，食品基质中丰富的蛋白质、脂质等干扰成分易导致假阳性或假阴性结果，尤其在多靶标检测平台中，适配体间的交叉反应仍是技术瓶颈。

比色适配体传感器

基于纳米材料的比色法因其直观、快速的特点成为现场检测的理想选择。金纳米颗粒（AuNPs）、银纳米颗粒（AgNPs）等贵金属纳米结构在适配体结合靶标时发生聚集或分散，引起溶液颜色变化，实现可视化检测。这类传感器在霉菌毒素或病原体检测中已展现高灵敏度，且可通过纸基设备与智能手机图像分析结合，进一步降低使用门槛。

检测食品污染物的适配体传感器新趋势

前沿技术正推动适配体传感器向智能化、便携化发展。例如，人工智能（AI）辅助的荧光适配体传感器通过深度学习优化探针设计，实现对伏马毒素B₁（FB₁）的痕量检测；微流控芯片与CRISPR-Cas系统整合，可同步检测多种污染物；双模式传感器结合比色与电化学信号，提升检测的准确性与可靠性。此外，智能手机集成平台使普通用户也能通过APP完成数据读取，推动家庭级食品安全监控的普及。

适配体传感器在食品包装中的法规与整合挑战

尽管适配体传感器技术成熟度提升，但其商业化仍面临法规壁垒。现行欧盟通用食品法（EC No. 178/2002）或美国FSMA法案尚未明确认可适配体作为正式检测工具，导致其难以纳入监管体系。此外，传感器在包装环境中的长期稳定性、规模化生产的重现性以及消费者对新型技术的接受度，均是实现实际应用需克服的障碍。未来需通过标准化协议、跨行业合作推动技术落地。

结论与展望

适配体传感器凭借其模块化设计、高灵敏度和低成本优势，有望重塑食品安全监测范式。未来研究应聚焦于适配体稳定性增强、复杂基质适应性优化及法规路径明确化，同时探索与物联网（IoT）、区块链等技术的融合，构建从生产到消费端的全链条透明监控体系，最终实现食品安全管理的即时化、个性化与大众化。

基金声明与作者贡献

本研究未获得特定基金资助。作者团队在概念设计、数据整理、文稿撰写与审核方面均有明确分工，且声明无利益冲突。