组成图示
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传感器类型
综述或非传感器论文
检测对象
黄曲霉毒素B1（AFB1）、赭曲霉毒素A（OTA）、伏马毒素B1（FB1）、脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）、尼芬（NIV）、T-2/HT-2毒素、玉米赤霉烯酮（ZEN）；样品基质为食品及食品原料（谷物、小麦、玉米、坚果、咖啡、油籽、豆类、水果、婴儿食品、饮料等）
检测原理
SPR基于金属表面折射率变化：平面偏振光经棱镜照射金膜/溶液界面，在全反射条件下产生倏逝波，并与金膜自由电子激发的表面等离子体共振，使反射光出现极小，SPR角对界面折射率高度敏感。霉菌毒素为小分子，直接质量变化不足以产生可测信号，因此多采用竞争抑制免疫分析：将霉菌毒素-蛋白偶联物或衍生物固定在芯片表面，样品中霉菌毒素与特异性抗体竞争结合；样品毒素浓度越高，结合到芯片的抗体越少，RU值越低。也可用夹心法或Au NPs标记抗体增强界面折射率变化，实现实时定量。
检测灵敏度
LOD: OTA 1.5 ng/mL；Au NPs增强后OTA 0.042 ng/mL；LOQ: AFB1 3 ng/mL；AFB1线性范围3.0–98.0 ng/mL；AFB1 scFv检测范围390–12,000 pg/mL（单体）、190–24,000 pg/mL（二聚体）；多毒素LOD：AFB1 0.2 ng/g、ZEN 0.01 ng/g、FB1 50 ng/g、DON 0.5 ng/g；OTA线性范围0.1–10 μg/mL（原文作lg/ml）；OTA LOD 0.01 ng/mL；FB1 LOD 50 ng/mL；DON工作范围2.5–30 ng/mL；NIV/DON IC50 28.8/14.9 ng/mL；HT-2校准范围0–80 ng/mL，LOD 25/25/26 μg/kg（原文作lg/kg）；ZEN线性范围0.3–3000 ng/mL，LOD 0.3 ng/g
效应效果
综述显示SPR法具有良好选择性和实用性：AFB1 scFv对交叉反应显示高特异性；DON抗体对3-乙酰脱氧雪腐镰刀菌烯醇、15-乙酰脱氧雪腐镰刀菌烯醇、NIV、HT-2和T-2无显著交叉信号，芯片可再生>500次，且与LC-MS/MS结果一致；OTA-PEG-OVA表面结合能力优于OTA-BSA，Au NPs将OTA LOD由1.5 ng/mL降至0.042 ng/mL，稳定>600次结合/再生；T-2/HT-2抗体对T-2高交叉、对其他单端孢霉烯毒素无交叉，40%甲醇前处理后LOD为25/25/26 μg/kg；ZEN MIPPy-SPR在玉米加标30 ng/g平均回收率89%。
传感器的构成
- 基底/换能器：金膜SPR芯片（Au film，棱镜Kretschmann构型），提供表面等离子体共振换能
- 表面修饰/固定层：氨基偶联、PEG连接子、自组装单分子层（SAM）或聚丙烯吡咯（PPy）/分子印迹聚吡咯（MIPPy），用于固定毒素偶联物或识别膜
- 识别元件：霉菌毒素-蛋白偶联物（OTA-OVA、OTA-BSA、AFB1-BSA、DON-casein、DON-BSA、HT-2衍生物）或MIP，用于竞争识别
- 竞争识别抗体：霉菌毒素特异性单克隆/多克隆抗体或单链抗体片段（scFv），与芯片固定毒素竞争结合
- 信号放大标记：金纳米颗粒（Au NPs，40 nm）或纳米金空心球（GHB），标记抗体以增强SPR响应
- 封闭/再生：1 M乙醇胺-HCl（pH 8.5）封闭残余活性基团；乙醇胺/乙腈（pH 12.0）或盐酸胍再生芯片
- 信号读出：SPR角度或响应单位（RU）变化，实时监测结合与抑制
中文摘要
近十年来，食品中霉菌毒素快速检测方法研究取得重要进展。表面等离子共振（SPR）作为一种相对较新的分析技术，具有无标记、实时、高灵敏和可定性定量分析等优点，已证明适用于快速分析物检测。霉菌毒素是少数真菌产生的小分子有毒次级代谢产物，可大规模污染食品，并通过食物链威胁人类健康，因此快速、灵敏、选择性测定霉菌毒素对食品安全具有重要意义。本文综述了SPR的基本原理、现有检测方法以及基于SPR生物传感器检测霉菌毒素的研究进展，重点讨论了夹心法、竞争抑制法和金纳米颗粒增强策略在食品霉菌毒素检测中的应用。
英文摘要
Over the past 10years, great efforts on the development of methods for rapid mycotoxin detection in foodstuffs have been made. As one of the relatively new analytical techniques, surface plasmon resonance (SPR) has been proven particularly advantageous for rapid, label-free, sensitive analyte detection. Using SPR, qualitative and quantitative analysis can be performed in real-time. Mycotoxins are a group of small, toxic products formed as secondary metabolites by a few fungal species. They can contaminate foodstuffs on a large scale and consequently threaten human health through food chain. Thus, rapid, sensitive, and selective determination of mycotoxin is of great significance for the food safety. This contribution addresses the basic principle of SPR, the existing detection methods, and the progress on mycotoxin detection using SPR biosensor.