近日，重庆师范大学食品质量安全团队在美国化学会（ACS）旗下知名期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》（中科院一区Top）第74卷第10期发表了题为“Early-Warning Biosensing of Aflatoxin Contamination: From Fungal Colonization to Toxin Synthesis”的综述论文，并入选当期封面论文。该论文由我校生命科学学院乐涛教授、孙琦副教授，重庆中医药学院李建美博士、重庆市计量质量检测研究院余文琴老师共同担任通讯作者，孙琦副教授指导的研究生马淼淼和冉薛燕为共同第一作者。我校为论文的第一完成单位。
黄曲霉毒素是粮食和食品中致癌性最强的真菌毒素之一，其污染防控直接关系国家粮食安全和公众健康。然而，传统检测策略多聚焦于毒素已大量生成后的定量分析，属于典型的被动式末端检测，往往在毒素积累至较高水平后方能识别风险，难以实现污染早期的有效干预。
针对上述问题，该综述创新性提出基于时序生物标志物的早期预警理论框架，将黄曲霉毒素污染的发生发展过程系统划分为三个具有明确时间顺序且生物标志物特征显著差异的连续阶段：一是真菌定殖阶段，以孢子萌发、菌丝扩展及特征挥发性有机物为主要监测靶标；二是代谢激活阶段，以毒素生物合成基因簇关键调控因子及相关代谢/应激蛋白表达变化为标志；三是毒素前体合成阶段，以毒素直接前体化合物的积累作为最接近毒素暴发的预警信号。基于这一完整时间轴，论文系统梳理了各阶段特异性生物标志物的识别规律，并深入评述了纳米材料增强型换能器、多模态传感平台以及人工智能辅助传感器阵列等前沿技术的最新进展。同时，客观分析了当前研究面临的关键共性挑战，包括复杂食品基质中生物受体的特异性与长期稳定性不足、现场实时定量能力有待提升，以及预警信号与最终毒素浓度之间缺乏精准关联模型等瓶颈问题，并对未来优化路径进行了前瞻性展望。该研究为推动检测模式由“被动响应”向“主动预警、源头防控”转变提供了清晰的科学逻辑与技术路线，对提升真菌毒素风险防控体系的系统性与前瞻性具有重要意义。
据悉，乐涛教授团队长期围绕食品安全风险预警与防控开展系统性创新研究，在高亲和小分子识别元件创制、高灵敏快速检测方法构建以及高效抗菌与生物脱毒材料开发等方面取得了一系列原创成果。相关研究成果已在Biosensors and Bioelectronics、ACS Sensors、Food Chemistry等国际高水平期刊持续发表，并荣获重庆市自然科学奖二等奖等省部级奖励，有力支撑学校农业科学学科进入全球ESI前1%。未来，团队将面向重庆市“33618”现代制造业集群体系与食品及农产品加工产业发展需求，持续深化食品质量与安全领域基础与应用研究，重点推动智能传感、生物制造与数字化技术在食品安全预警中的融合应用，探索构建贯通“源头监测—过程控制—风险预警—精准干预”的全链条预防性食品安全防控体系，为服务区域产业升级、保障国家粮食安全及推动农业高质量发展提供坚实科技支撑。
原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.jafc.5c09742
