分子印迹聚合物在真菌毒素检测中的研究进展
引用本文:杨祥龙，毛劲，程玲，等. 分子印迹聚合物在真菌毒素检测中的研究进展[J]. 化学试剂，2024，46（7）：1 -10 .
DOI:10.13822/j.cnki.hxsj.2024.0192.
2024.0192分子印迹聚合物在真菌毒素检测中的研究进展.pdf
背景介绍
真菌毒素污染严重威胁食品安全和生命健康，建立灵敏、快速的真菌毒素检测方法至关重要。分子印迹聚合物具有构效预定性、特异识别性和广泛适用性的优点；作为亲缘分离介质，既可用于样品前处理，亦可充当识别元件用于传感分析，已被广泛应用于真菌毒素的样品前处理、光学传感、电化学传感、压电传感等领域。
文章亮点
1.文章详细介绍了真菌毒素MIPs的基本原理和合成方法，并比较了各种合成方法的优缺点；
2.文章结合食品中真菌毒素检测实例综述了MIPs在样品前处理、光学传感、电化学传感、压电传感等领域的最新应用研究进展；
3. 文章总结了MIPs在真菌毒素检测领域存在的挑战并展望潜在发展方向，为MIPs的应用研究提供了理论参考依据。
内容介绍
1 分子印迹技术
1.1 MIT概述
MIT的原理类似于锁钥模型，是一种以目标分子或其结构类似物为模板分子，通过聚合反应构建模板分子的特异性识别位点，随后洗脱模板，制备出大小、形状和功能基团与模板互补的MIPs的技术[5]。
1.2 MIPs制备方法
MIPs的制备原理如图1所示：功能单体与模板分子首先通过金属离子配位、共价或非共价键预组装形成预聚合物，继而在交联剂、引发剂作用下聚合形成MIPs，最后使用强极性有机溶剂洗脱模板，得到与模板分子结构互补的空腔，对目标分子具有特异性识别作用。
2 MIPs在真菌毒素检测中的应用研究
MIPs具有构效预定性、特异识别性和广泛适用性的优点，在食品分析、环境监测、药物筛选、临床诊断等领域广泛应用。具体到真菌毒素检测，MIPs既可作为亲缘分离介质用于样品前处理，亦可充当识别元件用于传感器的构建，为农产品和食品中真菌毒素的风险评估与检测监测提供关键物质基础。
2.1 基于MIPs的样品前处理技术
实际样品中真菌毒素含量较低，且样品基质复杂，因此在仪器确证分析前需对毒素进行富集、分离、净化。
2.2 基于MIPs的光学传感
2.2.1 荧光传感
荧光传感器以荧光作为响应信号，主要由荧光基团、识别基团和连接体3部分构成；具有选择性好、灵敏度高、抗干扰能力强等优点。根据荧光响应模式，可将荧光传感分为荧光增强、荧光猝灭、比率型荧光检测等类型。如图3a所示，Xu等[20]首先制备了的蓝色荧光碳点；然后以1,8-二羟基蒽醌为模板分子，丙烯酰胺为功能单体，采用溶胶-凝胶法在碳点表面包覆了MIPs，构建了杂色曲霉毒素分子印迹荧光传感器。
2.2.2 磷光传感
磷光是一种长寿命的光，平均寿命达10-4s到数秒；是分子中电子激发三线态T1回到基态S0而产生的辐射。磷光光谱的斯托克斯位移较大，在检测中能避免体系自荧光和散射光的干扰，具有高的灵敏度和准确度[26]。
2.3 基于MIPs的电化学传感
2.3.1 电化学传感
电化学传感是一种基于目标物电化学特性，通过建立电信号与目标物浓度之间的关系曲线进行检测的技术；具备灵敏度高、操作简便、速度快等优点。根据电信号类型，可将电化学传感分为电流型、电位型、电导性等。
2.4 基于MIPs的压电传感
压电传感器是一类基于压电效应的自发电式和机电转换式传感器。由石英晶片和金属电极组成的石英晶体微天平（QCM）是压电传感器家族的重要成员，具备灵敏度高、免标记、可在线监测等优点，广泛应用于蛋白、细胞等的生物传感分析。
3 结论与展望
综上所述，MIPs具有构效预定性、特异识别性和广泛适用性的优点；作为亲缘分离介质，既可用于样品前处理，亦可充当识别元件用于光学传感、电化学传感、压电传感等，在真菌毒素检测领域应用前景广阔。然而，该技术目前仍面临诸多问题和挑战。
作者介绍
李培武院士
中国农科院油料所
博导/研究员
个人简介
李培武，研究员，博士生导师，中国工程院院士。现任国家农业检测基准实验室（生物毒素）、农业农村部生物毒素检测重点实验室主任，兼任FAO/WHO JECFA、GCIRC等国际组织理事和TOXINS等国际学术期刊编委。长期从事农产品质量安全研究，在粮油生物毒素检测与控制方面取得重要成果。主持完成各类科研项目30余项；获国家发明专利56件，欧美日等专利16件，制定国家和行业标准41项；以第一或通讯作者发表论文301篇，其中SCI收录137篇，主编或参编著作16部；以第一完成人获国家技术发明和国家科技进步二等奖3项，湖北省发明一等奖1项，2018年农业农村部授予中华农业英才奖，带领的团队荣获中华农业科技优秀创新团队奖。
主要研究方向
农产品质量安全研究。
近五年代表
[1] H.L. Xie, X.P. Wang,P.W. Li*,et al. Fungi population metabolomics and molecular network study reveal novel biomarkers for early detection of aflatoxigenic Aspergillus species. J.Hazard.Mater., 2022, 424, 127173.
[2] D. Sun, J. Mao*, P.W. Li*,et al. Magnetic g-C3N4/NiFe2O4 composite with enhanced activity on photocatalytic disinfection of Aspergillus flavus. Chem. Eng. J., 2021, 418, 129427.
[3] X. Li, L.X. Zhang*, P.W. Li*,et al. Review of NIR spectroscopy methods for nondestructive quality analysis of oilseeds and edible oils. Trends Food Sci. Tech., 2020, 101, 172-181.
[4] J. Mao, P.W. Li*, J.M. Wang, et al. Insights into photocatalytic inactivation mechanism of the hypertoxic site in aflatoxin B1 over clew-like WO3 decorated with CdS nanoparticles. Appl. Catal.B-Environ., 2019, 248, 477-486.
[5] 汪雪芳, 戚欣, 马飞, 王秀嫔*, 张良晓*, 李培武. 液相色谱串联质谱法检测油菜籽中27种除草剂残留, 化学试剂 ，2022，44,116–122.
毛劲
中国农科院油料所
博导/研究员
个人简介
毛劲，研究员，博士生导师，国家“万人计划”高层次青年人才、首批湖北省楚天英才-青年拔尖人才，湖北洪山实验室固定研究员，中国农业科学院“杰出青年英才”。主要从事食品农产品生物毒素绿色阻控与消减研究，主持“十四五”国家重点研发计划课题、国家高层次人才特殊支持计划、国家自然科学基金（3项）、湖北省杰青、湖北省农业重大技术攻关等国家省部级项目12项，发表论文60余篇，参编著作2部，申请或授权国家发明专利12件。
主要研究方向
食品农产品生物毒素绿色阻控与消减研究。
近五年代表作
[1] D. Sun, J. Mao*, L. Cheng, et al. Magnetic g-C3N4/NiFe2O4 composite with enhanced activity on photocatalytic disinfection of Aspergillus flavus.Chem. Eng. J.,2021,418 ,129417.
[2] D. Sun, J. Mao*, Z.J. Wang, et al. Inhibition of Aspergillus flavus growth andaflatoxins production on peanuts over α-Fe2O3 nanorodsunder sunlight irradiation. Int. J. Food Microbiol.2021,353,109296.
[3] J.Mao, P.W. Li*, J.M, Wang, et al.Insights into photocatalytic inactivation mechanism of the hypertoxic site in aflatoxin B1 over clew-like WO3 decorated with CdS nanoparticles, Appl. Catal. B-Environ.2019,248, 477–486.
[4] J.Mao, L.X. Zhang*, H.T. Wang, et al. Facile fabrication of nanosized graphitic carbon nitride sheets with efficient charge separation for mitigation of toxic pollutant, Chem. Eng. J. 2018,342 , 30–40.
[5] J.Mao, Q. Zhang, P.W. Li*, et al.Geometric architecture design of ternary composites based on dispersive WO3 nanowires for enhanced visible-light-driven activity of refractory pollutant degradation, Chem. Eng.J. 2018,334,2568–2578.
