质标所研究团队在生物毒素快速检测与控制研究方面取得新进展

近期，质标所生物毒素与品质评价研究团队在综合性期刊1区TOP期刊Journal of Advanced Research（IF:10.7）在线发表了题为“A core-shell AuNRs@BUT-16 nanocomposite for enhancement SERS detection and efficient removal of deoxynivalenol”的研究论文。该研究应用一锅法制备了一种核壳AuNRs@BUT-16多功能纳米材料，该材料兼具拉曼光谱信号增强和高效吸附DON毒素的优势，进而实现了粮食中DON毒素的快速、高敏、无标记检测与同步去除。

脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON，又名呕吐毒素）是由镰刀菌产生的一种B型单端孢霉烯族毒素。DON具有严重的胃肠道毒性、免疫抑制、肝脏毒性、生殖毒性等，已被FAO和WHO定为最危险的自然发生的食品污染物，被国际癌症机构列为3类致癌物。DON极易污染玉米、小麦、大麦等粮食类作物，是粮食中最常见的真菌毒素，严重威胁人类生命健康。全球监测报告显示，80%的粮食中均存在DON污染。2020年我国粮食中DON检出率高达98%。因此，建立粮食中DON污染的新型快速检测与控制技术，对于保障粮食安全及食品安全具有重要意义。

AuNRs@BUT-16的合成及用于DON的脱除和SERS检测

基于此，本研究应用一锅水热法制备了核壳AuNRs@BUT-16多功能纳米材料，实现了粮食中DON污染的快速检测与高效去除。表面增强拉曼光谱（SERS）技术具有快速、高灵敏度和无需特异性识别元件等优势，已广泛应用于食品中污染物的快速检测。其中，金纳米棒（AuNRs）是一种较为成熟的SERS基底，但由于热力学扩散作用导致DON与AuNRs表面接触不充分，导致检测灵敏度较低。为了解决该问题，将对DON具有高效富集作用的MOF材料与AuNRs复合，不仅可将DON捕获富集到AuNRs表面，从而增强SERS信号，提高检测灵敏度；同时还具有高效去除DON的优势。研究结果表明，AuNRs@BUT-16可在水相和80%甲醇中对DON的去除率高达97.6%和70%，基于SERS传感技术对DON的检测灵敏度为3.87 ng/mL，满足我国对玉米、小麦中DON污染限量（≤1000 μg/kg）的检测要求。在此基础上，应用分子对接技术揭示了AuNRs@BUT-16纳米材料对DON毒素的吸附机理，其主要作用力为氢键。本研究通过制备核壳AuNRs@BUT-16多功能纳米材料，首次建立了同时脱除和SERS快速检测粮食中DON的新方法，显著提高了DON的脱除率和快检灵敏度，为粮食中真菌毒素的去除和检测提供了新的思路和技术参考。

AuNRs@BUT-16对DON吸附机理研究

近年来，团队围绕生物毒素控制与品质评价开展了一系列研究，先后获北京市农林科学院杰出科学家称号1人、北京市留学人才2人、北京市科协青年人才托举1人等称号；获省部级成果奖励3项，其中1项为第一完成人；发表SCI论文50余篇；授权国家发明专利9项（成果转化3项）；制定标准10项，获国家二级标准物质2项。

质标所科研助理陶晶和博士后王玉丹为该论文的共同第一作者，王蒙研究员为该论文通讯作者。该论文的第一通讯单位为北京市农林科学院。该研究得到了北京市农林科学院科技创新能力建设项目（批准号KJCX20230217）和国家自然科学基金（32372453）的资助。