基于铌酸镨 - 碳纳米纤维免疫传感器的高灵敏度 Ara h1 检测研究

花生过敏危及生命，现有检测技术存局限。研究人员开发 PrNbO4/f-CNF 修饰金电极的无标记电化学免疫传感器检测 Ara h1。该传感器线性范围 0.0062~620 fg?mL-1，检测限 0.0029 fg?mL-1，为食品安全提供新工具。

　　

花生过敏是全球范围内日益严峻的公共卫生挑战，这种由食物蛋白引发的免疫系统异常反应，轻则导致皮肤瘙痒、呼吸困难，重则诱发危及生命的过敏性休克。在众多致敏食物中，花生因其高致敏性和广泛存在于加工食品中而成为焦点。世界卫生组织（WHO）已鉴定出 17 种花生过敏原（Ara h1 至 Ara h18），其中 Ara h1、Ara h2 等为主要过敏原，即使微量暴露也可能引发严重反应。然而，现有检测技术如酶联免疫吸附测定（ELISA）、聚合酶链式反应（PCR）等，或存在灵敏度不足、无法实时监测，或面临成本高、操作复杂等问题，难以满足食品产业链中快速精准检测痕量过敏原的需求。

为突破这一技术瓶颈，来自相关研究机构的科研团队开展了一项创新研究，旨在开发一种高灵敏度、高特异性的花生过敏原检测方法。该项研究成果发表在国际期刊《Food Chemistry》上，为食品过敏原检测领域提供了重要的技术突破。

研究团队采用的核心技术包括：

1. 电极修饰技术：利用水热法合成铌酸镨（PrNbO₄），并与酸功能化碳纳米纤维（f-CNF）复合形成纳米复合材料，修饰于丝网印刷金电极（SPGEs）表面，构建电化学免疫传感器。
2. 无标记免疫分析：通过单克隆捕获抗体和抗 Ara h1 抗体的特异性结合，实现对目标过敏原的识别，避免了传统标记方法的复杂性。
3. 差分脉冲伏安法（DPV）：用于电化学信号的检测，确保定量分析的准确性。
4. 实际样品检测：对市售食品进行测试，验证传感器在真实场景中的适用性。

材料表征与传感器构建

通过 X 射线衍射（XRD）、光谱分析和显微技术对 PrNbO₄/f-CNF 纳米复合材料进行表征，结果显示其形成了单斜晶系结构，碳纳米纤维的引入显著提升了材料的导电性和表面活性位点。f-CNF 表面的羧基（-COOH）通过共价键与抗体稳定结合，形成均匀的生物识别层，为高灵敏度检测奠定基础。

检测性能评估

电化学测试表明，该传感器对 Ara h1 的线性检测范围为 0.0062~620 fg?mL^-1，检测限低至 0.0029 fg?mL^-1，灵敏度达 5.97 μA?mL^-1·fg·cm^-2，且检测精度良好（变异系数 Vx0~6%）。预孵育步骤的引入显著缩短了检测时间，使其适用于实时监测。

实际样品验证

在市售食品测试中，传感器成功检测到含 0.05%（m/m）花生成分的样品，证实了其在复杂食品基质中的可靠性。与现有方法相比，该传感器无需昂贵设备，操作简便，检测速度快，尤其适合食品加工现场和快速筛查场景。

研究结论与意义
该项研究开发的 PrNbO₄/f-CNF 修饰金电极电化学免疫传感器，通过纳米材料的协同效应和无标记免疫分析的优势，实现了对花生过敏原 Ara h1 的超灵敏检测。其极低的检测限和良好的实际样品适用性，填补了现有技术在痕量过敏原检测中的空白，为食品安全生产、过敏原标签监管和过敏患者的日常防护提供了高效可靠的技术手段。该成果不仅推动了电化学传感器在生物医学检测领域的应用，也为其他食物过敏原的检测提供了可借鉴的技术思路，对保障公众健康和食品安全具有重要的现实意义。