基于双功能NH2-ZIF-8@Cu2+与核壳上转换纳米颗粒的SA-PAM水凝胶传感器用于食品中黄曲霉毒素B1的现场检测

本文开发了一种新型上转换荧光传感器，通过将核壳结构上转换纳米颗粒（CSUCNPs）与双功能金属有机框架（NH2-ZIF-8@Cu2+）嵌入海藻酸钠-聚丙烯酰胺（SA-PAM）双网络水凝胶，实现了食品中黄曲霉毒素B1（AFB1）的快速（18分钟）、高灵敏度（检测限0.08 μg/kg）现场检测。该传感器通过FRET效应调控荧光信号，在复杂食品基质中表现优异稳定性（RSD<3.63%）与准确性（回收率85.88-98.04%），为食品安全监测提供创新解决方案。

　　

亮点

本研究首次将核壳上转换纳米颗粒（CSUCNPs）与双功能NH₂-ZIF-8@Cu²⁺集成于SA-PAM双网络水凝胶，构建出兼具高机械强度与快速响应特性的"信号开启"型传感器，攻克了传统液态传感器便携性差与稳定性不足的难题。

传感平台：设计与检测原理

如方案1所示，该平台通过三步协同机制实现AFB₁检测：

1）无AFB₁时，cDNA修饰的CSUCNPs与适配体功能化NH₂-ZIF-8@Cu²⁺通过碱基配对形成FRET对，导致荧光淬灭；

2）当AFB₁存在时，适配体特异性结合毒素引发空间位阻，破坏FRET并恢复绿色荧光；

3）SA-PAM水凝胶的限域效应显著提升纳米探针分散性，其1.68-1.80的低溶胀率确保检测稳定性。

结论

该工作通过创新性设计CSUCNPs-ZIF-8@Cu²⁺/SA-PAM三元复合体系，在保持上转换发光效率（较传统核结构提升3.2倍）的同时，利用MOF材料的高比表面积（NH₂-ZIF-8@Cu²⁺达1120 m²/g）实现信号放大，最终建立的方法在谷物和水样检测中与HPLC结果高度一致（P>0.05），为真菌毒素现场筛查提供了突破性的技术路径。