基于中空介孔二氧化硅门控机制的SERS-荧光双模式适体传感器检测黄曲霉毒素B1

针对黄曲霉毒素B1（AFB1）检测中传统方法操作复杂、成本高的问题，研究人员开发了一种基于氨基化中空介孔二氧化硅（AHMSN）和Au@Ag NRs的SERS-荧光双模式适体传感器。该传感器通过适体门控机制实现AFB1特异性响应，检测限低至0.0092 ng/mL（SERS）和0.0050 ng/mL（荧光），在玉米样品中表现出高准确性，为食品安全监测提供了简便、经济的解决方案。

　　

论文解读

黄曲霉毒素B₁（AFB₁）是玉米等农作物中常见的剧毒污染物，由真菌代谢产生，具有强致癌性。全球每年因AFB₁污染造成的经济损失高达数十亿美元，而传统检测方法如高效液相色谱（HPLC）依赖昂贵设备和复杂前处理，难以普及。尽管新兴的SERS、荧光等技术灵敏度高，但单信号检测易受基质干扰。如何开发一种兼具高特异性、低成本且抗干扰的检测方法，成为食品安全领域的迫切需求。

针对这一挑战，江苏大学等机构的研究人员创新性地将中空介孔二氧化硅（HMSN）与贵金属纳米材料结合，构建了SERS-荧光双模式适体传感器。研究团队首先合成氨基化HMSN（AHMSN）作为载体负载双信号分子Rh6G，并利用AFB₁适体通过静电吸附形成“门控”结构；同时开发Au@Ag纳米棒（NRs）作为SERS增强基底。当AFB₁存在时，适体特异性结合靶标并脱离载体，释放的Rh6G产生与浓度正相关的SERS和荧光信号。该成果发表于《Food Bioscience》，为真菌毒素检测提供了新范式。

关键技术方法

1. 硬模板法制备HMSN，通过Na₂CO₃去除内核并氨基化修饰；
2. 共沉淀法合成Au@Ag NRs作为SERS基底；
3. 玉米粉/油样本队列验证实际应用性；
4. 双信号校准（SERS强度与荧光发射波长）定量AFB₁。

研究结果

检测机制
通过St?ber法合成SiO₂硬模板，CTAB导向生长介孔壳层，最终获得具有大空腔的AHMSN^Rh6G。适体门控的开启由AFB₁触发，释放的Rh6G被Au@Ag NRs捕获，产生显著增强的SERS信号（增强因子>10⁵）和荧光发射。

材料表征
透射电镜显示AHMSN孔径约3.5 nm，负载Rh6G后仍保持结构完整性；X射线衍射证实Au@Ag NRs为单晶结构，其纵向等离子共振峰位于780 nm，与Rh6G的SERS激发波长匹配。

灵敏度与特异性
在0.01–100 ng/mL范围内，双信号线性关系良好（R²>0.99）。交叉实验表明，该传感器对赭曲霉毒素等类似物的响应信号仅为AFB₁的1/20以下。

实际样本检测
加标回收率介于92.3%–107.8%，与HPLC结果一致性高（相对偏差<8.5%），证实其在复杂基质中的可靠性。

结论与意义
该研究首次将HMSN的空腔负载优势与贵金属SERS增强效应结合，实现了无需适体化学修饰或互补链参与的双模式检测。相较于传统方法，其检测成本降低约60%，操作时间缩短至30分钟内。更重要的是，双信号相互校准有效克服了单模式检测的假阳性问题，为农产品安全监管提供了可推广的技术支撑。未来通过适配其他毒素适体，该平台有望拓展至多种真菌毒素的同步筛查。