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新型电化学传感技术：高灵敏检测赭曲霉毒素A的创新之路

一、引言

1.1研究背景与意义

赭曲霉毒素A（OchratoxinA，OTA）是由曲霉属（Aspergillus）和青霉属（Penicillium）的某些产毒菌株产生的一种次级代谢产物，也是已知的6种赭曲霉毒素中毒性最强的一种。作为一种全球性的食品污染物，OTA广泛存在于各种食品、粮食和动物饲料中，如咖啡、啤酒、红酒、玉米、小麦、燕麦和蔬菜等。据欧盟食品饲料类快速预警系统（RASFF）以及其他预警通报显示，我国出口葡萄干、其他国家的葡萄干、开心果、辣椒粉产品等均出现过OTA不合格的情况。

毒理学研究表明，OTA具有强烈的肝毒性和肾毒性。肾脏是OTA毒性作用的主要靶器官，可导致急性和慢性的肾脏损害，巴尔干地方性肾病就被认为与进食OTA污染的食品相关，在该疾病发生地区，食物中的OTA水平以及血液中的OTA浓度明显高于其他地区。同时，OTA还具有免疫抑制、致畸、致癌和致突变作用，国际癌症研究机构在1993年将OTA定为人类可能的致癌物，对人类健康造成了严重威胁。

目前，检测OTA常用的技术主要有高效液相色谱法（HPLC）、酶联免疫吸附实验（ELISA）、电致发光、免疫分析技术等。HPLC虽能准确测定样品中OTA的含量，但前处理步骤繁琐，对操作人员的专业技能要求较高，操作复杂且成本相对昂贵，不适合现场快速筛查；ELISA操作简便、灵敏度高、特异性强、检测速度快，适合大量样本的筛选与初步定量，但其结果判定主观性较强，对于一些结构相似的物质，可能存在交叉反应，导致假阳性结果，且定量范围相对狭窄；基于抗体的免疫分析技术还存在不稳定、出现假阳性结果等问题。这些传统技术往往需要昂贵的仪器、具有专业知识的操作人员以及复杂的样品前处理过程，且极为耗时，难以满足快速、准确检测OTA的需求。

因此，开发一种低成本、高灵敏度、准确快速的OTA检测方法具有重要的现实意义。电化学传感器作为一种对特定物质敏感并可以将这种物质的浓度转化为电信号进行检测的仪器，具有便携、价廉、快速、样品用量少、操作简便、检测精度高等优点，近年来已广泛应用于食品和环境检测领域，为OTA的检测提供了新的方向。本研究旨在建立一种赭曲霉毒素A电化学传感检测新方法，以提高OTA检测的灵敏度、准确性和便捷性，为保障食品安全和人类健康提供技术支持。

1.2国内外研究现状

在国外，电化学传感检测赭曲霉毒素A的研究开展得较早，也取得了一系列成果。例如，有研究通过在导电高分子聚吡咯（PPy）/聚苯胺（PANI）复合材料中添加亲透性丙烯酸乙酯（AA）和丙烯腈（AN）分子构建了复合传感器，利用阻抗法检测OTA，通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等方法对其形貌和结构进行表征，结果表明该复合传感器能够选择性地检测OTA，检测范围为0.01-100ng/mL，灵敏度高达46.6μA/ng?mL?1。还有学者运用常规玻碳电极进行OTA检测，并修饰聚合物（谷氨酰胺聚合物，PAGA）和氧化石墨烯（GO）等材料以提升灵敏度和选择性，结果显示修饰电极灵敏度和选择性较单纯的玻碳电极提高了近6倍。

国内相关研究也在不断推进，众多科研团队致力于开发新型的电化学传感器以实现对OTA的高灵敏检测。有团队构建了电化学免疫传感器用于OTA检测，通过将抗OTA抗体固定在电极表面，与OTA抗原发生特异性结合，形成免疫复合物，进而实现对OTA的检测。实验结果表明，该传感器对OTA的检测具有较好的线性关系，检测范围为1pg/mL-10ng/mL，且具有良好的重复性和稳定性。此外，基于适配体的电化学传感器也成为研究热点，适配体是通过体外筛选过程从核酸文库中分离得到的能特异性结合目标分子的单链DNA或RNA，将其作为识别元件应用于电化学传感器中，展现出独特的优势。

然而，当前电化学传感检测赭曲霉毒素A的研究仍存在一些不足与空白。一方面，部分传感器的灵敏度和准确性仍有待进一步提高，在实际复杂样品检测中，易受到样品基质、共存物质等因素的干扰，导致检测结果出现偏差。另一方面，对于传感器的稳定性和重现性研究还不够深入，不同批次制备的传感器性能可能存在差异，限制了其实际应用和推广。此外，目前大多数研究集中在实验室条件下的检测，对于如何将电化学传感技术转化为现场快速检测设备，实现便捷、高效的现场检测，还缺乏系统的研究和探索。

1.3研究内容与创新点

本研究旨在建立一种高灵敏度、高准确性且操作简便的赭曲霉毒素A电化学传感检测新方法，具体研究内容如下：

新型传感材料的制备与表征：筛选并合成具有高导电性、大