纳米技术在黄曲霉毒素管理中的应用：用于谷物快速检测和收获后控制的新兴工具

《World Journal of Microbiology and Biotechnology》：Nanotechnology in aflatoxin management: emerging tools for rapid detection and post-harvest control in grains

　　

摘要

由于黄曲霉毒素对健康的严重影响、造成的经济损失以及在收获后的环境中持续存在，储粮中的黄曲霉毒素污染仍然是一个全球性的食品安全挑战。黄曲霉毒素B1（AFB1）被归类为1类致癌物，具有显著的致癌性、肝毒性和免疫抑制作用。传统的检测技术，如高效液相色谱（HPLC）、液质联用光谱（LC–MS）和酶联免疫吸附测定（ELISA），虽然灵敏度较高，但受到复杂仪器设备、缺乏现场适用性和高昂成本的限制。最近在纳米技术领域的进展为黄曲霉毒素的快速检测和有效防控提供了创新解决方案。本文综合讨论了基于纳米粒子的生物传感器，包括金属纳米粒子、碳和石墨烯量子点、上转换纳米粒子以及表面增强拉曼光谱（SERS）技术，这些技术可以实现超灵敏和现场检测黄曲霉毒素B1。检测限可达到皮克/毫升（pg/mL）到纳克/毫升（ng/mL）的水平，充分展示了纳米技术驱动系统的优异分析性能。此外，还强调了纳米复合材料、纳米封装的杀菌剂、绿色合成的纳米粒子以及纳米粒子介导的RNA干扰方法在抑制真菌生长和阻碍黄曲霉毒素生物合成方面的作用。机制研究表明，纳米粒子能够诱导活性氧的产生，下调黄曲霉毒素生物合成途径中的相关基因表达，并促进毒素的结构降解。基于纳米复合材料的储粮材料还能改善屏障性能，减少水分渗透和真菌滋生。尽管取得了令人瞩目的进展，但纳米粒子的毒性、环境累积、法规合规性以及大规模应用仍面临关键挑战。总体而言，纳米技术为强化黄曲霉毒素的检测、解毒和收获后管理体系提供了一种多功能、高灵敏且可持续的策略，从而提升了全球粮食安全和食品安全。