黄曲霉毒素B1（AFB1）是黄曲霉和寄生曲霉产生的次生代谢物，广泛存在于食品、饲料和草药中，对人类和动物健康构成严重威胁。AFB1的毒性极强，超过砷的68倍，是氰化钾的10倍，具有致突变、致癌、神经毒性、肾毒性和致畸性等多种危害。为应对AFB1污染，许多国家制定了严格的监管标准，如欧盟规定玉米中AFB1限量为5μg/kg，饲料中为20μg/kg。目前，AFB1的检测方法包括横向流动免疫分析（LFIA）、液相色谱串联质谱（LC-MS/MS）、酶联免疫吸附试验（ELISA）和生物传感器等，但这些方法存在成本高、操作复杂、样品制备繁琐等问题。因此，开发一种低成本、高灵敏度且可靠的AFB1传感技术迫在眉睫。
近日，北京石油化工学院王浩副教授团队在《Chemical Engineering Journal》期刊上发表论文“A series of colorimetric and self-calibrated fluorescent sensors based on Ln-BTCs for detection of aflatoxin B1 in food”。该研究标志着纯镧系基配位聚合物（3D/1D-CPs-(1-3)）首次用于AFB1的比色荧光检测。在543nm或618nm处的发射峰强度与AFB1浓度呈负相关，而以425nm左右为中心的蓝色荧光强度则呈正相关，适合作为自校准荧光传感器。此外，3D/1D-CPs-(1-3)也可以引入PVDF中，得到一系列的混合基质膜(MMMs)，在AFB1的荧光检测过程中仍显示颜色变化。更重要的是，3D-pCPs-(1-3)进一步证明了在茶叶和大豆粉的真实食品样品中识别AFB1的良好的准确性，揭示了它们在食品工业中的潜在应用价值，并提供了理论支持。
图1. (a) 3D-pCP-1的三维框架; (b) 1D-npCP-1的1D带状结构; (c) 3D-pCPs-(1-5)和(d) 1D-npCPs-(1-5)的模拟和实验粉末XRD谱图; (e) 3D-pCPs-(1-3)和(f) 1D-npCPs-(1-3)的扫描电镜图像; (g) 3D-pCPs-(1-3)和(h) 1D-npCPs-(1-3)的FT-IR光谱。如图1所示，成功制备了有孔结构和无孔结构的两种样品。通过X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FT-IR）和扫描电子显微镜（SEM）等一系列表征手段，证实了目标样品的成功合成。
图2. (a)3D-pCP-1/甲醇、(c)3D-pCP-2/甲醇和(e)3D-pCP-3/甲醇悬浮液的荧光发射光谱。(b) 3D-pCP-1；(d) 3D-pCP-2和(f) 3D-pCP-3的I0/I与AFB1浓度的S-V曲线。插图：分别在AFB1中混合前（左）和（右）混合后对应的3D-pCP-1、3D-pCP-2和3D-pCP-3在254 nm紫外光下的彩色照片。通过荧光滴定实验研究了3D/1D-CPs-(1-3)对AFB1的传感性能。3D-pCPs-(1-3)在几秒内对AFB1表现出快速荧光响应，颜色变化明显（图2b、2d、2f）。3D-pCP-1、3D-pCP-2和3D-pCP-3的Ksv分别为2.0×10⁴、1.4×10⁴和2.6×10⁴ M-1，检测限分别为19.4 ppb、17.5 ppb和24.1 ppb。相比之下，1D-npCPs-(1-3)具有更低的Ksv值和更高的检测线，表明有孔3D-pCPs-(1-3)对AFB1的荧光检测具有更高的灵敏度。
图3. (a) 3D-pCP-1@PVDF, (c) 3D-pCP-2@PVDF和(e) 3D-pCP-3@PVDF混合基质膜的柔韧性; (b) 3D-pCP-1@PVDF, (d) 3D-pCP-2@PVDF和(f) 3D-pCP-3@PVDF在紫外线照射下的荧光。(g) 3D-pCP-1、(h) 3D-pCP-2和(i) 3D-pCP-3在不同浓度AFB1下的荧光照片。如图3a-f所示，3D-pCPs-(1-3)@PVDF在可见光下为白色薄膜，紫外灯下分别呈现均匀且明亮的红、绿、黄色荧光，表明粉末在PVDF中分散良好。浸入不含AFB1的甲醇溶液中时，薄膜表现出强烈的颜色发射；向溶液中滴加AFB1后，荧光颜色随浓度增加而变化（图3g-i），达到阈值时颜色显著改变。
图4. 使用智能手机检测AFB1的示意图。AFB1浓度与(a) 3D-pCP-1@PVDF、(b) 3D-pCP-2@PVDF、(c) 3D-pCP-3@PVDF颜色变化的拟合曲线。插图显示了智能手机分析用254 nm紫外灯照明下传感系统的相应照片。图4展示了智能手机对MMMs的荧光传感过程。智能手机捕获MMMs在254nm紫外灯下暴露于不同浓度AFB1的荧光传感图像，手机上颜色识别应用程序将其转为RGB值，利用RGB比率确定AFB1浓度。该基于智能手机平台对AFB1具有较大的定量分析潜力，经茶叶、豆粉回收率测试及HPLC法验证，3D-pCPs-(1-3)的荧光传感技术检测真实食品样本中的AFB1具有出色的准确性和可靠性。论文第一作者为北京石油化工学院新材料与化工学院2022级硕士生李俊颖，论文通讯作者为北京石油化工学院王浩副教授、聊城大学李允伍教授和河北北方学院李俊萱讲师。原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.159481
点击下方“阅读原文”可下载该篇论文。
相关进展
浙工大周密、浙大二院陈嘉 AHM：基于荧光聚合物自组装策略构建胃食管反流诊断纸基传感器
广工闵永刚教授团队等Biosens. Bioelectron.：柔性AIE/PCM复合纤维用于酒精生物传感、荧光防伪和人体热管理
陕科大罗晓民/刘新华/姜慧娥等 AHM：纸基荧光传感平台用于居家尿液尿素无酶、免预稀释和可视化检测 - 实现氮代谢疾病的早期预警
欢迎专家学者提供稿件（论文、项目介绍、新技术、学术交流、单位新闻、参会信息、招聘招生等）至[email protected]，并请注明详细联系信息。高分子科技®会及时推送，并同时发布在中国聚合物网上。
欢迎加入微信群 为满足高分子产学研各界同仁的要求，陆续开通了包括高分子专家学者群在内的几十个专项交流群，也包括高分子产业技术、企业家、博士、研究生、媒体期刊会展协会等群，全覆盖高分子产业或领域。目前汇聚了国内外高校科研院所及企业研发中心的上万名顶尖的专家学者、技术人员及企业家。
申请入群，请先加审核微信号PolymerChina（或长按下方二维码），并请一定注明：高分子+姓名+单位+职称（或学位）+领域（或行业），否则不予受理，资格经过审核后入相关专业群。
