组成图示
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传感器类型
电化学生物传感器
检测对象
黄曲霉毒素M1（Aflatoxin M1, AFM1）；样品基质：牛奶（脱脂牛奶、商业牛奶、ELISA试剂盒空白牛奶）
检测原理
该传感器采用竞争性免疫分析。样品中的AFM1与AFM1-HRP偶联物竞争结合包被在超顺磁性纳米颗粒上的抗AFM1抗体；AFM1浓度越高，结合到颗粒上的AFM1-HRP越少。经磁场将磁性颗粒聚集并固定于丝网印刷碳电极表面后，洗涤去除未结合的AFM1和AFM1-HRP。加入MPMS和H2O2，颗粒表面HRP催化MPMS发生氧化还原反应，生成可被电极还原的MPMSred。在-0.2 V下进行计时安培测量，还原电流随AFM1浓度升高而降低，从而实现定量检测。该方法以酶催化作为信号放大，无需额外核酸或酶促沉积放大。
检测灵敏度
LOD: 0.01 µg L−1 (ppb)；上限: 0.25 µg L−1 (ppb)；标准范围: 0–0.5 ppb；牛奶样品检测范围: 0.01–0.1 ppb
效应效果
脱脂牛奶基质未对测量产生干扰，标准溶液、加标缓冲液和加标牛奶的响应曲线一致。传感器对商业牛奶加标0.01、0.025、0.05和0.1 ppb AFM1的响应与标准系列相近，重现性良好。与Badea等流动注射免疫分析相比，本方法在高浓度端具有相同0.5 ppb检出能力，但在低浓度端灵敏度更高，可达0.01 ppb，与Carlson等手持式生物传感器相当。样品仅需离心脱脂，无需稀释或复杂前处理，分析时间较HPLC和ELISA更短，成本低、易操作，适合乳品厂实验室快速筛查和自动化卫生控制。
传感器的构成
- 换能器电极：丝网印刷碳电极（DropSens 110），含碳工作电极、碳对电极和银参比电极，用于安培信号采集。
- 磁性纳米修饰层：超顺磁性纳米颗粒 Bio-Adembeads Protein G（d=300 nm，Protein G 偶联），通过磁场聚集于电极表面并固定抗体，便于磁分离。
- 识别元件：抗AFM1抗体（anti-AFM1，1 mg/mL），包被于Protein G纳米颗粒表面，与AFM1或AFM1-HRP竞争结合。
- 酶标记物：AFM1-HRP偶联物（AFM1-HRP conjugate），作为竞争性示踪剂，其结合量反映样品AFM1浓度。
- 酶促底物/介质：5-甲基吩嗪鎓甲基硫酸盐（MPMS）与过氧化氢（H2O2），在HRP催化下产生可安培检测的还原产物。
- 缓冲介质：PBS-T（0.05 M，pH 7.4，Tween-20 0.05% v/v）与醋酸缓冲液（0.05 M/100 mM，pH 5.2），用于免疫反应和酶反应。
中文摘要
本文报道了一种用于食品中痕量黄曲霉毒素M1（AFM1）检测的电化学免疫传感器。该传感器基于竞争性免疫分析，以辣根过氧化物酶（HRP）标记的AFM1-HRP偶联物作为示踪剂，利用包被抗AFM1抗体的超顺磁性纳米颗粒分离结合态与游离态组分。含AFM1的样品与固定量抗体及AFM1-HRP孵育至平衡，抗原与偶联物竞争抗体结合位点。随后将混合物沉积于丝网印刷碳电极表面，加入介质5-甲基吩嗪鎓甲基硫酸盐（MPMS）和过氧化氢，采用计时安培法测定酶促响应。以ELISA试剂盒中AFM1污染牛奶标准系列（0–0.5 ppb）建立标准曲线，并对商业牛奶加标0.01、0.025、0.05和0.1 ppb进行验证。该免疫传感器检出限为0.01 ppb，低于AFM1推荐限量0.05 µg L−1，且重现性良好。
英文摘要
We have developed an electrochemical immunosensor for the detection of ultratrace amounts of aflatoxin M(1) (AFM(1)) in food products. The sensor was based on a competitive immunoassay using horseradish peroxidase (HRP) as a tag. Magnetic nanoparticles coated with antibody (anti-AFM(1)) were used to separate the bound and unbound fractions. The samples containing AFM(1) were incubated with a fixed amount of antibody and tracer [AFM(1) linked to HRP (conjugate)] until the system reached equilibrium. Competition occurs between the antigen (AFM(1)) and the conjugate for the antibody. Then, the mixture was deposited on the surface of screen-printed carbon electrodes, and the mediator [5-methylphenazinium methyl sulphate (MPMS)] was added. The enzymatic response was measured amperometrically. A standard range (0, 0.005, 0.01, 0.025, 0.05, 0.1, 0.25, 0.3, 0.4 and 0.5 ppb) of AFM(1)-contaminated milk from the ELISA kit was used to obtain a standard curve for AFM(1). To test the detection sensitivity of our sensor, samples of commercial milk were supplemented at 0.01, 0.025, 0.05 or 0.1 ppb with AFM(1). Our immunosensor has a low detection limit (0.01 ppb), which is under the recommended level of AFM(1) [0.05 μg L-1 (ppb)], and has good reproducibility.