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贺全国教授课题组《Chemical Engineering Journal》:食品和环境样品中霉菌毒素检测用便携式电化学传感器的研究进展

作者:   信息来源: 发布日期:2024-03-06


霉菌毒素是一类天然存在的有毒化合物,由某些真菌在谷物、坚果、香料和水果等农产品中产生,已成为食品安全与环境健康领域的重要全球性问题。这类有毒物质通常在高湿度、高温等特定环境下由真菌生成。由于其毒性特征和广泛存在,霉菌毒素是食品安全的关键隐患——即便浓度较低也可能导致人畜患病甚至死亡。常见霉菌毒素包括黄曲霉毒素(AFs)、赭曲霉毒素AOTA)、伏马菌素、多胺二酮(DON)和玉米赤霉烯酮(ZEA),它们的毒性和影响范围各不相同。例如,黄曲霉毒素是目前已知致癌性最强的物质之一,主要存在于花生、玉米和坚果等农产品中。霉菌毒素的危害不仅限于直接摄入,这些毒素还能通过受污染的农作物进入牲畜饲料链,最终在肉类、乳制品和蛋类中残留。更棘手的是,这些毒素在食品加工和烹饪后仍能持续存在,使得防控霉菌毒素污染的难度倍增。鉴于这些风险,世界卫生组织(WHO)、联合国粮农组织(FAO)等国际机构以及各国政府已对食品和饲料中的霉菌毒素含量制定了严格监管标准。因此,及时检测和监控霉菌毒素对保障食品供应链安全、维护公众健康至关重要。传统霉菌毒素检测方法(如色谱法和质谱法)具有高灵敏度和特异性。然而,这些方法往往耗时较长、设备昂贵且需要专业人员操作。在田间或仓储场所进行现场检测时,这些方法并不总是可行——因为污染扩散的防控需要即时决策。鉴于这些挑战,开发便携、快速且经济高效的现场霉菌毒素检测方法正引发越来越多的关注。便携式电化学传感器为快速现场检测霉菌毒素提供了极具前景的解决方案。这类设备通过电化学原理工作,即通过测量化学反应引发的电学变化实现检测。当样本中含有霉菌毒素时,它们会与传感器表面的特定受体或抗体相互作用,从而产生可检测的电信号。使用便携式电化学传感器检测霉菌毒素的优势可归纳为以下几点:高灵敏度、快速检测、操作简便且便于携带。目前电化学传感器已广泛应用于食品安全领域,并持续开发中。

本文深入探讨了电化学传感器在霉菌毒素检测中的应用,通过酶、抗体、受体等化学或生物识别元件,系统分析了各类电化学传感器的性能特点。此外,我们还讨论了便携式电化学传感器在现场检测中的优势,展示了该方法在分析不同样本时兼具高灵敏度与便捷性的显著优势。霉菌毒素检测的便携式电化学传感器目前仍处于实验室阶段,现阶段尚未有商用便携式传感器。我们相信便携式电化学传感器可显著提升复杂样品中霉菌毒素的检测效率。


论文链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.149860