综述：基于适配体的生物传感器在金属离子和霉菌毒素检测中的原理与进展

本综述系统评述了适配体（Aptamer）生物传感器在重金属离子（Hg2+、Pb2+等）和霉菌毒素（OTA、AFB1等）检测中的最新进展，重点探讨了其与纳米材料协同的信号转导机制（电化学/荧光等），展现了从纳摩尔（nM）到飞摩尔（fM）级的超高检测性能，为食品安全与公共卫生监测提供了便携化解决方案。

　　

Construction of aptamer-based sensing platforms

适配体生物传感器的构建是实现高效特异性检测的核心环节。近年来，研究者通过系统研究适配体识别机制、固定化与界面设计、信号转导途径等，显著提升了传感器在灵敏度、选择性、抗干扰能力以及对实际应用场景的适应性。适配体是通过体外筛选技术（SELEX）获得的单链DNA或RNA分子，具有高亲和力、良好稳定性及易修饰等特点。结合金纳米粒子、石墨烯、金属有机框架（MOFs）和MXene等纳米材料独特的光学、电学和表面性质，适配体传感器不仅实现了高灵敏度与强选择性，还展现出微型化与便携化的巨大潜力。

Aptamer-based biosensors for metal ion detection

适配体技术在重金属离子检测领域展现出巨大潜力，其核心优势在于能够通过体外筛选获得对特定金属离子的高亲和力识别，并可耦合电化学、光学等多种信号转导模式构建高灵敏度传感平台。目前，该技术已广泛应用于环境监测与食品安全预警领域，特别是在汞离子（Hg²⁺）、铅离子（Pb²⁺）、镉离子（Cd²⁺）、砷离子（As³⁺）、银离子（Ag⁺）、铜离子（Cu²⁺）和锰离子（Mn²⁺）的检测中取得显著成果。例如，基于构象切换型适配体的荧光传感器可实现Hg²⁺的飞摩尔级检测；而利用功能化纳米材料增强的电化学适配体传感器则能对Pb²⁺实现高选择性识别，即使在复杂基质中也能有效抵抗干扰。

Aptamer-based biosensors for mycotoxin detection

通过将适配体与光学、电化学等先进传感技术相结合，研究者开发了多种用于霉菌毒素快速精准检测的适配体传感器。这些传感器的应用不仅限于实验室研究，更有望在食品安全监测、现场快速检测及国际贸易中发挥重要作用。针对赭曲霉毒素A（OTA）、黄曲霉毒素B₁（AFB₁）、玉米赤霉烯酮（ZEN）、脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）以及伏马毒素B₁（FB₁）等常见霉菌毒素，多种传感策略被成功开发。例如，基于表面增强拉曼散射（SERS）的适配体传感器实现了对OTA的超灵敏检测；而借助核酸扩增技术（如PCR或CRISPR）的电化学平台则显著提升了对AFB₁的检测灵敏度，使其在实际样品检测中达到了令人满意的准确性与可靠性。

Conclusions and future perspectives

近年来，适配体传感器在金属离子与霉菌毒素检测中展现出卓越潜力。凭借高亲和力、可编程性及优异化学稳定性，适配体成功克服了传统抗体在小分子识别中的局限。通过与电化学、荧光、比色、SERS及光电化学等多种信号转导机制集成，适配体传感器实现了从纳摩尔到飞摩尔水平的超低检测限，并在复杂基质中表现出良好的选择性。然而，该领域仍面临高亲和力适配体数量有限、基质干扰明显以及缺乏标准化协议等挑战。未来发展趋势包括：通过高通量筛选技术获得更多高性能适配体；开发多模式传感策略以提升检测可靠性；与便携式微流控或纸基设备集成以推动实际应用落地；进一步融合柔性电子学、人工智能技术，构建智能化、可穿戴的实时监测平台。