基于纳米抗体噬菌体展示的定量PCR与数字PCR技术实现农产品中黄曲霉毒素B1的超灵敏检测

针对农产品中高毒性致癌物黄曲霉毒素B1（AFB1）的检测难题，研究人员开发了一种基于噬菌体展示免疫PCR（PD-IPCR）的新型检测技术。通过结合纳米抗体（VHH）噬菌体展示与数字PCR（dPCR）信号放大系统，实现了0.015 ng/mL的超低检测限，较传统qPCR灵敏度提升6倍。该方法在玉米、面粉等复杂基质中回收率达85.77%-108.28%，与HPLC结果高度一致（r=0.9847），为食品安全监测提供了快速（<2小时）、稳定的解决方案。

　　

论文解读

黄曲霉毒素B₁（AFB₁）作为自然界最强致癌物之一，每年导致全球数万人肝癌死亡。尽管120余国制定了5-50 μg/kg的限量标准，但传统检测方法如高效液相色谱（HPLC）成本高昂，而常规免疫检测灵敏度不足。尤其令人担忧的是，全球超半数人口可能暴露于未监测的高浓度AFB₁污染中。面对这一严峻挑战，江西省科技厅创新平台项目支持的研究团队开发了一项突破性检测技术，相关成果发表于《Biosensors and Bioelectronics》。

研究采用噬菌体展示免疫PCR（PD-IPCR）技术框架，核心包括：（1）利用大肠杆菌生物合成展示纳米抗体G8的噬菌体颗粒；（2）基于链霉亲和素磁珠构建AFB₁-MB竞争性检测体系；（3）分别采用qPCR和自制dPCR系统进行信号放大；（4）通过单因素实验优化检测参数；（5）使用玉米、面粉等实际样本验证方法可靠性。

研究结果

Chemicals and Reagents
成功构建包含AFB₁特异性纳米抗体G8的噬菌体展示系统，关键试剂包括pHEN1-G8噬菌粒和M13K07辅助噬菌体。

Optimization of the icpELISA
通过棋盘滴定确定AFB₁-BSA包被浓度（100 ng/孔）和噬菌体投入量（2.5×10⁸ CFU/孔），建立最优缓冲体系。

Conclusions
噬菌体-dPCR系统实现0.015 ng/mL的检测限，较qPCR提升6倍。实际样本回收率85.77%-108.28%，与HPLC相关性达0.9847，总检测时间<2小时。

这项研究首次将纳米抗体噬菌体展示与数字PCR技术结合，突破了小分子毒素检测的灵敏度瓶颈。相比传统IPCR需要体外DNA偶联的缺陷，该技术利用噬菌体天然抗体-DNA耦合特性，大幅提升检测稳定性。自制dPCR系统通过绝对定量进一步降低基质干扰，为农产品安全监管提供了可推广的现场检测方案。研究团队特别指出，该技术平台可拓展至其他霉菌毒素检测，对保障全球粮食安全具有重要意义。