玉米赤霉烯酮（ZEN）是一种广泛存在于粮食与饲料中的类雌激素真菌毒素，对畜禽（尤其是猪）的生殖系统具有显著危害，是当前粮食安全领域重点防控的风险因子之一。粮食中ZEN污染不仅威胁动物健康，也可能通过食物链对人体健康造成潜在影响。因此，开发灵敏、快速、便携的ZEN检测技术，对于保障粮食质量安全和实现污染物现场快速筛查具有重要意义。然而，现有基于成像的检测方法普遍存在灵敏度不足、发光效率有限及信号稳定性差等瓶颈，极大限制了其在快速现场检测中的实际应用。
近日，农产品质量安全与营养研究所粮油质量安全与营养创新团队和南京大学联合在分析化学领域国际权威期刊《Analytical Chemistry》（IF=7.296，中科院一区Top期刊）发表了题为“Smartphone-Assisted Electrochemiluminescence Imaging Platform Based on Protamine-Enhanced Gold Nanoclusters for Ultrasensitive and Visualized Detection of Zearalenone”的研究论文。
研究团队构建了一种便携式智能手机辅助电化学发光（ECL）成像平台，采用蛋白质辅助组装策略制备鱼精蛋白增强的6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶保护的金纳米簇（Prot/ATT-Au NCs），显著提升了Au NCs的ECL性能，实现了粮食中ZEN的超灵敏、可视化快速检测。研究结果表明，该Prot/ATT Au NCs的ECL强度相比ATT-Au NCs提升了108倍，其ECL效率达到传统基准Ru(bpy)32+体系的5.01倍，并能发出肉眼清晰可见的绿色ECL信号。进一步研究表明，鱼精蛋白可通过氢键和静电作用对ATT配体产生有效限域作用，抑制非辐射衰变并大幅促进辐射跃迁过程，从而显著增强Au NCs的ECL发光性能。在此基础上，研究团队进一步引入催化发夹组装信号放大策略，并结合智能手机成像技术，构建了便携式ZEN可视化检测平台，其检出限低至0.38pg/mL。在实际样品检测中，该平台成功应用于天然污染玉米样品中ZEN的测定，获得良好的检测结果，展现出良好的实际应用潜力。该研究将高性能ECL发光材料、核酸信号放大策略与智能手机成像技术相结合，实现了ECL检测从高效发光材料构建到便携式可视化分析的有效融合，为食品中真菌毒素的快速、灵敏和现场检测提供了新的技术方案，也为ECL检测技术向便携化、可视化和智能化方向发展提供了有益探索。
我院韩亭亭助理研究员与南京大学联合培养研究生庄锦阳为论文共同第一作者，团队首席徐剑宏研究员、南京大学朱俊杰教授与陈子轩教授为共同通讯作者，江苏省农业科学院为论文第一完成单位。本研究得到国家重点研发计划（2023YFD1301004）、国家自然科学基金（32372454）等项目资助。