基于BiOBr/Bi/BiOI异质结与Ag2S量子点信号放大的双功能光电化学适体传感器同步检测黄曲霉毒素B1和赭曲霉毒素A

针对食品中黄曲霉毒素B1(AFB1)和赭曲霉毒素A(OTA)污染检测难题，研究人员开发了一种新型光电化学(PEC)适体传感器。通过构建BiOBr/Bi/BiOI三元异质结基底并原位组装Ag2S量子点实现信号放大，该传感器对AFB1和OTA的检测限分别达4.34 fg·mL?1和13.54 fg·mL?1，为食品安全监测提供了高灵敏度解决方案。

　　

在食品安全领域，黄曲霉毒素B₁(AFB₁)和赭曲霉毒素A(OTA)这两类剧毒真菌毒素犹如潜伏的"隐形杀手"。它们不仅广泛存在于玉米、小麦等主食作物中，更令人担忧的是，常规加工工艺难以破坏其毒性结构。AFB₁被世界卫生组织列为I类致癌物，极微量摄入即可导致肝癌；而OTA则表现出肾脏毒性、致畸性等多重危害。传统检测方法往往面临灵敏度不足、操作复杂等瓶颈，开发新型检测技术迫在眉睫。

针对这一挑战，山东省重点研发计划支持下，研究人员在《Microchemical Journal》发表创新成果。他们巧妙融合纳米材料与分子识别技术，构建了基于BiOBr/Bi/BiOI异质结的双功能光电化学适体传感器。通过三步关键技术突破——首先采用L-抗坏血酸(AA)辅助水热法合成三元异质结基底，其次原位生长Ag₂S量子点实现信号放大，最后设计双靶标适体探针实现特异性识别，成功建立了超灵敏检测体系。

【结构表征】
SEM/TEM显示BiOBr/Bi/BiOI呈现独特的花状分级结构，比表面积达89.6 m²·g^?1，XRD证实金属Bi成功嵌入BiOBr/BiOI晶格。UV-Vis显示该材料可见光吸收边扩展至650 nm，荧光光谱表明其电荷分离效率提升2.3倍。

【性能优化】
通过响应面法确定最佳条件：异质结浓度2 mg·mL^?1、pH 7.4 Tris-HCl缓冲液、10 mM AA作为电子给体。AgNO₃浓度优化为5 mM时，Ag₂S量子点使光电流响应增强4.8倍。

【检测能力】
传感器对AFB₁和OTA均展现0.001-100 ng·mL^?1的宽线性范围，检测限突破fg级。在玉米粉、牛奶等复杂基质中回收率达92.3-107.8%，且能有效区分结构类似物（如AFM₁、FB₁等）。

这项研究的意义不仅在于创造了当前最灵敏的AFB₁/OTA检测记录，更开创了"一探针双检测"的新范式。金属Bi的桥梁作用使异质结界面电荷转移阻力降低68%，而Ag₂S量子点的等离子体共振效应将光能转化效率提升至82.4%。这种将材料设计与生物识别相结合的策略，为其他食品污染物检测提供了普适性技术蓝图。正如通讯作者Zhiwei Chen教授指出，该传感器已具备产业化应用潜力，有望成为食品安全监管的"纳米哨兵"。