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功能納米材料在食品污染物檢測中應(yīng)用的研究進(jìn)展

文檔作者：馬興張靜陳文碩谷旭張海濱高健會(huì) 文檔來源：天津出入境檢驗(yàn)檢疫局動(dòng)植物與食品檢測中心		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年06月26日
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第6 卷 第2 期 食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào) Vol. 6 No. 2
2015 年2 月 Journal of Food Safety and Quality Feb. , 2015
基金項(xiàng)目: 國家質(zhì)檢總局科技計(jì)劃項(xiàng)目(2014IK222)
Fund: Supported by the Scientific and Technological Project of the General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine of
the People’s Republic of China (2014IK222)
*通訊作者: 馬興, 工程師, 主要研究方向?yàn)槭称钒踩珯z測。E-mail: max0@tjciq.gov.cn
*Corresponding author: MA Xing, Engineer, Animal, Plant and Foodstuffs Inspection Center, Tianjin Entry-Exit Inspection and Quarantine
Bureau, No.158 Jinmen Road, Free-trade Zone, Tianjin port, Tianjin 300461, China. E-mail: max0@tjciq.gov.cn
功能納米材料在食品污染物檢測中應(yīng)用的
研究進(jìn)展
馬 興*, 張 靜, 陳文碩, 谷 旭, 張海濱, 高健會(huì)
(天津出入境檢驗(yàn)檢疫局動(dòng)植物與食品檢測中心, 天津 300461)
摘要: 食品污染物作為食品安全問題的主要來源之一, 嚴(yán)重威脅著人民群眾的身體健康。發(fā)展快速、靈敏且
專一的食品污染物檢測技術(shù)是當(dāng)今食品科學(xué)界所關(guān)注的熱點(diǎn)問題之一。功能納米材料研究的快速發(fā)展為食品
污染物檢測方法的創(chuàng)新提供了很好的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持?；诠δ芗{米材料開發(fā)的檢測新技術(shù)具有準(zhǔn)確、
靈敏、穩(wěn)定、專一等特點(diǎn), 已廣泛應(yīng)用于食品污染物檢測領(lǐng)域。本文介紹量子點(diǎn)、貴金屬納米顆粒、磁性納米
材料和碳納米管等現(xiàn)階段研究最為廣泛的4 種納米材料的特點(diǎn), 綜述這幾種功能納米材料在食品中重金屬、農(nóng)
獸藥殘留等食品污染物檢測中的應(yīng)用現(xiàn)狀, 探討功能納米材料在食品污染物檢測應(yīng)用中所存在的缺陷, 并展
望功能納米材料在食品污染物檢測領(lǐng)域的未來發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞: 功能納米材料; 食品污染物; 檢測; 應(yīng)用
Research progress of application of functional nanomaterials in detection of
food contaminants
MA Xing*, ZHANG Jing, CHEN Wen-Shuo, GU Xu, ZHANG Hai-Bin, GAO Jian-Hui
(Animal, Plant and Foodstuffs Inspection Center, Tianjin Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Tianjin 300461, China)
ABSTRACT: As one of the major cause of food security problems, food contaminants had caused serious threat
on human’s health. The development of rapid, sensitive and specific methods for detection of food
contaminants had become a hot topic in food science area. The rapid development of functional nanomaterials
provided the theory basis and technique support to the innovation of new detection methods for food
contaminants. During the last decade, the research of functional nanomaterials developed very fast. The
detection technologies based on functional nanomaterials with the merits of accuracy, high sensitivity, good
stability and high selectivity had been widely used in the fields of biomedicine, environment and food detection
areas. This article discribed the properties of quantum dots, precious metal nanoparticles, magnetic
nanomaterials and carbon nanotubes, reviewed the application of these nanomaterials in food contaminants
detection which including heavy metal, pesticide, veterinary drug residues and so on, and discussed the defects
of these nanomaterials in determination of food contaminants as well as the future development of functional
nanomaterials in food contaminants detection.
382 食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào) 第6 卷
KEY WORDS: functional nanomaterials; food contaminants; detection; application
1 引 言
食品安全是重大民生問題, 關(guān)系到人民群眾的切身
利益、經(jīng)濟(jì)發(fā)展及社會(huì)和諧穩(wěn)定。然而近年來, 食品安全
問題層出不窮。三聚氰胺、蘇丹紅、瘦肉精、塑化劑以及
肉毒桿菌等食品質(zhì)量安全事件頻發(fā)[1,2], 給國家經(jīng)濟(jì)和人
民生命財(cái)產(chǎn)造成重大損失, 并且嚴(yán)重影響了人民群眾對食
品安全的信心。因此, 開發(fā)一種便捷、準(zhǔn)確、靈敏、穩(wěn)定
且具有專一性的食品污染物檢測技術(shù), 對食品安全隱患的
預(yù)防、監(jiān)督及評(píng)估等各方面均具有重要的意義。
目前, 我國食品污染物的檢測方法主要有化學(xué)分析
法(chemical analysis, CA)、氣相色譜法(gas chromatography,
GC)、薄層色譜法(thin layer chromatography, TLC)、高效液
相色譜法(high performance liquid chromatography, HPLC)、
氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用、液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用、酶聯(lián)免疫吸附法
(enzyme linked immunosorbent assay, ELISA)、毛細(xì)管電泳
法(capillary electrophoresis, CE)等。但是這些檢測方法存在
樣品前處理時(shí)間長、靈敏度低、易受基質(zhì)干擾、檢測時(shí)間
長以及假陽性高等缺點(diǎn), 難以滿足現(xiàn)階段快速、高通量現(xiàn)
場檢測的需求[3,4]。功能納米材料本身具有獨(dú)特的物理、化
學(xué)性能, 引起了人們的廣泛關(guān)注[5,6]?；诠δ芗{米材料開
發(fā)的檢測技術(shù), 其快速、簡單、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)
檢測技術(shù)的不足。目前, 功能納米材料在食品污染物檢測
領(lǐng)域已得到廣泛研究, 并取得了一定的進(jìn)展。本文介紹了
常見功能納米材料的特性, 并綜述了其在食品污染物檢測
中應(yīng)用的研究進(jìn)展。
2 量子點(diǎn)及其在食品污染物檢測中的應(yīng)用
2.1 量子點(diǎn)
量子點(diǎn)(quantum dot), 又稱為半導(dǎo)體納米微晶, 是一
種準(zhǔn)零維(quasi-zero-dimensional)的納米材料, 由有限數(shù)目
的原子組成, 三個(gè)維度尺寸均在納米數(shù)量級(jí)。量子點(diǎn)的粒
半徑一般在 1~20 nm 之間, 主要是由Ⅱ~Ⅱ族(如 CdS、
CdSe、CdTe 等)或Ⅲ~Ⅲ族(如 InAs 等)元素構(gòu)成的納米顆
粒[7]。其中以 CdX(X=S、Se、Te 等)研究最為廣泛。量子
點(diǎn)中的電子和空穴被量子限域, 其連續(xù)的能帶結(jié)構(gòu)變成具
有分子特性的分立能級(jí)結(jié)構(gòu), 受激后可以發(fā)射熒光, 有如
下優(yōu)點(diǎn): (1)量子點(diǎn)的發(fā)射光譜可通過控制量子點(diǎn)的尺寸來
調(diào)諧; (2)量子點(diǎn)有較好的光穩(wěn)定性; (3)量子點(diǎn)具有寬的激
發(fā)波長和窄的發(fā)射波長, 同一激發(fā)光源可對不同的量子點(diǎn)
同時(shí)激發(fā); (4)量子點(diǎn)具有較大的斯托克斯位移, 因而可以
避免激發(fā)光譜和發(fā)射光譜的重疊, 有利于熒光信號(hào)的檢測;
(5)經(jīng)過各種化學(xué)修飾后的量子點(diǎn)的生物相容性好[8]; (6)量
子點(diǎn)的熒光壽命長, 可達(dá)數(shù)十納秒。
2.2 量子點(diǎn)在食品污染物檢測中的應(yīng)用
汞、鉛、鎘、銅等重金屬對人體危害巨大, 可抑制人
體內(nèi)酶的活性, 在微量濃度時(shí)即可產(chǎn)生毒性。由于環(huán)境污
染的加劇, 受污染地區(qū)農(nóng)副產(chǎn)品中的重金屬含量嚴(yán)重超標(biāo)
因而重金屬也被列為食品檢測中的常規(guī)項(xiàng)目。量子點(diǎn)技術(shù)
檢測重金屬離子的原理是利用功能性基團(tuán)對量子點(diǎn)表面進(jìn)
行修飾, 使其能夠與被分析物發(fā)生相互作用, 從而使量子
點(diǎn)的熒光性質(zhì)發(fā)生變化(熒光增強(qiáng)或淬滅), 從而達(dá)到檢測
的效果。Chen 等[9]合成了以巰基甘油為穩(wěn)定劑的 CdS 量
子點(diǎn), 與 Cu2+ 作用后熒光淬滅; 當(dāng)將穩(wěn)定劑換成 L-半胱
氨酸后, 所合成的量子點(diǎn)與 Zn2+ 作用后熒光顯著增強(qiáng),
由此提出了量子點(diǎn)熒光探針選擇性檢測不同重金屬離子的
新方法。Chen 等[10]合成L-半胱氨酸修飾的 CdSe 量子點(diǎn)
對 Hg2+體現(xiàn)出專一的選擇性, 其檢測限可達(dá) 6.0×10-9
mol/L, 并成功應(yīng)用于尿液、河水等實(shí)際樣品的檢測。
隨著人們對食品由需求型向質(zhì)量型的逐步轉(zhuǎn)變, 食
品中農(nóng)獸藥殘留逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。Chouhan 等[11]
將甲基對硫磷與牛血清蛋白偶聯(lián), 然后與 CdTe 量子點(diǎn)組
合, 作為檢測甲基對硫磷的探針, 其檢測限能低至1
ng/mL。Zhao 等[12]結(jié)合量子點(diǎn)與分子印跡技術(shù)合成了一種
符合納米材料。該材料利用范德華力和疏水作用力對二嗪
農(nóng)有很好的識(shí)別效果。其檢測限為50 ppb, 線性范圍為
50~600 ppb。Zhu[13]等將量子點(diǎn)探針與標(biāo)記有辣根過氧化物
酶的第二抗體結(jié)合, 用以檢測牛奶中磺胺、喹諾酮類藥物
及三聚氰胺, 實(shí)現(xiàn)了高通量食品污染物的篩選。Chen 等[14]
利用競爭性熒光酶聯(lián)免疫吸附法檢測雞肉中恩諾沙星, 檢
測限可達(dá)2.5 ng/mL。
具有多色熒光特性的量子點(diǎn)可以在免疫學(xué)檢測中作
為傳感器, 快速、靈敏、專一性地檢測食品中的生物毒素
和食源性菌。Warner 等[15]使用免疫熒光三明治的方法檢測
了A 行神經(jīng)毒素, 檢測限可達(dá)5 pmol/L。Wang 等[16]基于
免疫磁性分離結(jié)合量子點(diǎn)熒光標(biāo)記技術(shù), 可以快速檢測單
增李斯特氏菌、金黃色葡萄球菌、變形桿菌等三種食源性
菌。納米磁珠與量子點(diǎn)分別與鏈霉親和素結(jié)合, 然后再與
生物素(上述三種食源性菌的抗體)偶聯(lián)。實(shí)驗(yàn)中, 納米磁珠
先將待測樣品中食源性菌富集, 然后再與偶聯(lián)量子點(diǎn)混合,
通過熒光強(qiáng)度的變化定量檢測食品中食源性菌的濃度。
Goldman 等[17]將重組蛋白與CdSe/ZnS 核殼型量子點(diǎn)相結(jié)
合, 然后與抗體相連, 實(shí)現(xiàn)了對葡萄球菌腸毒B 的檢測,
檢測限可達(dá)10 ng/mL。
雖然量子點(diǎn)在食品污染物檢測中得到了廣泛的研究,
但是其在實(shí)際應(yīng)用中仍存在缺陷。首先, 性質(zhì)穩(wěn)定、量子
第2 期 馬 興, 等: 功能納米材料在食品污染物檢測中應(yīng)用的研究進(jìn)展 383
產(chǎn)率高的量子點(diǎn)的制備比較苛刻; 其次, 量子點(diǎn)與生物大
分子的偶聯(lián)性亦有待提高; 第三, 量子點(diǎn)的生物毒性還有
待進(jìn)一步的研究確證。
3 貴金屬納米顆粒及其在食品污染物檢測中的
應(yīng)用
3.1 貴金屬納米顆粒
貴金屬(通常指金、銀)納米顆粒制備簡單, 化學(xué)性質(zhì)
穩(wěn)定, 生物相容性較好, 具有良好的物理化學(xué)性質(zhì), 已被
廣泛應(yīng)用于生物標(biāo)記、環(huán)境監(jiān)測、食品檢測和生物檢測等
領(lǐng)域[18,19]。貴金屬納米顆粒由幾個(gè)或幾十個(gè)原子組成, 通
常尺寸小于20 nm。這種金屬團(tuán)簇非常穩(wěn)定, 受激發(fā)可產(chǎn)
生強(qiáng)的熒光, 可用于熒光探針的設(shè)計(jì)[20,21]。金納米粒子在
分散狀態(tài)時(shí)(間距大于平均粒徑), 溶液體系呈紅色; 當(dāng)受
外界影響后, 金納米粒子會(huì)發(fā)生聚集(間距小于平均粒徑),
顏色由紅變藍(lán), 并且間距越小, 藍(lán)色越深, 因而可用于比
色分析。
3.2 貴金屬納米顆粒在食品污染物檢測中的應(yīng)用
在重金屬檢測中的應(yīng)用: Guo 等[22]用牛血清蛋白修飾
的銀納米顆粒, 具有優(yōu)異的熒光性能, 可利用 Hg2+ 對銀
納米粒子的淬滅反應(yīng)來檢測 Hg2+, 其檢出限可達(dá) 10
nmol/L。Ding 等[23]以鞣酸(GA)作為還原劑和穩(wěn)定劑合成納
米金, 當(dāng)體系中存在 Pb2+ 時(shí), Pb2+ 會(huì)導(dǎo)致 Pb-GA 復(fù)合物
形成, 從而使納米金聚集, 溶液顏色由酒紅色變?yōu)樽仙?
最終變?yōu)樗{(lán)色, 檢測限為 5.8 μg/L。
在農(nóng)獸藥殘留檢測中的應(yīng)用: Liu 等[24]發(fā)展了一種基
于羅丹明B 標(biāo)記的納米金分析方法, 可以通過熒光和顏色
變化的雙重信號(hào)檢測有機(jī)磷以及氨基甲酸酯農(nóng)藥殘留。將
硫代乙酰膽堿(ATC)、乙酰膽堿酯酶(AChE)加入納米金溶
液中, 硫代乙酰膽堿受酶的催化生成硫代膽堿, 硫代膽堿
會(huì)將納米金表面結(jié)合的羅丹明B 部分置換, 從而使體系發(fā)
出熒光。與此同時(shí)納米金發(fā)生聚集現(xiàn)象, 使溶液顏色由紅
色變?yōu)樽仙e 等[25]提出一種比色法檢測 β-興奮劑的方
法。β-興奮劑本身具有還原性, 在溶液中可以將氯金酸還
原為肉眼可見紅色的納米金溶液, 用以檢測血清、尿液等
樣品中的 β-興奮劑類獸藥殘留。
在食源性菌及生物毒素檢測中的應(yīng)用: Su 等[26]將巰
基乙胺修飾到金納米粒子的表面, 當(dāng)納米體系中含有大腸
桿菌 O157:H7 時(shí), 由于巰基乙胺通過靜電作用力與大腸
桿菌 O157:H7 相結(jié)合, 納米金顆粒發(fā)生聚集, 并伴隨由
紅色到藍(lán)色的顏色變化。該方法反應(yīng)時(shí)間僅為 5 min, 可
以通過觀察體系的顏色變化完成檢測, 適用于現(xiàn)場檢測。
Yang 等[27]利用金納米粒子實(shí)現(xiàn)了對赭曲霉毒素A 的檢測。
當(dāng)納米金體系中沒有目標(biāo)物時(shí), 核酸適配體通過靜電作用
吸附在納米金的表面, 從而使納米金能夠穩(wěn)定分散于Mg2+
鹽溶液中; 當(dāng)目標(biāo)物赭曲霉毒素A 存在時(shí), 赭曲霉毒素A
與核酸適配體優(yōu)先結(jié)合, 使納米金失去適配體保護(hù), 在
Mg2+作用下發(fā)生聚集并伴隨由紅色變?yōu)樗{(lán)色的顏色變化。
Liu 等[28]將山羊抗兔IgG 修飾到納米金的表面, 并以其為
原料制備了檢測黃曲霉毒素B1的免疫層析試紙, 檢測限可
達(dá)2.0 ng/mL, 檢測時(shí)間僅需10 min。
用貴金屬納米顆粒進(jìn)行食品污染物相關(guān)檢測, 避免
了傳統(tǒng)檢測設(shè)備體積大、操作復(fù)雜和檢測流程長等缺點(diǎn),
并適用于簡單食品樣品的現(xiàn)場檢測。其中, 以金標(biāo)試紙條
技術(shù)最為成熟, 并且試紙條研究成果正往商品化發(fā)展。但
是, 實(shí)驗(yàn)過程中需要用金銀等貴金屬制備納米材料, 提高
了檢測成本。
4 磁性納米材料及其在食品污染物檢測中的應(yīng)用
4.1 磁性納米材料簡介
磁性納米材料是一種新型功能復(fù)合材料, 具有吸附
能力強(qiáng)、易分離、生物相容性好等特點(diǎn)。其中, 最常用于
食品污染物檢測的磁性納米材料為Fe3O4。Fe3O4 磁性納米
材料具有大比表面積、強(qiáng)磁分離性、強(qiáng)吸附性、類催化活
性和較好的生物相容性等特點(diǎn), 在食品中重金屬、農(nóng)獸藥
及微生物等有害污染物檢測方面應(yīng)用廣泛。
4.2 磁性納米材料在食品污染物檢測方面的應(yīng)用
在重金屬檢測中的應(yīng)用: Pang 等[29]將聚乙烯亞胺嫁
接到Fe3O4/SiO2 納米粒子表面形成磁性多孔吸附劑, 用以
吸附溶液中的重金屬離子。該磁性多孔吸附劑對重金屬的
吸附能力受 pH 的影響, 吸附過程在10 min 內(nèi)達(dá)到平衡,
對Cu2+、Zn2+、Cd2+的最大吸附量分別為 157.8、138.8、
105.2 mg/g。該磁性多孔吸附劑具有較好的酸堿穩(wěn)定性, 可
以用EDTA 溶液進(jìn)行再生。Minsung 等[30]將Fe3O4/SiO2 納
米粒子作為熒光材料的載體, 合成了化學(xué)熒光傳感器, 對
飲用水中的 Hg2+和 MeHg+進(jìn)行分離檢測。該納米材料不
易降解、容易再生, 是一種優(yōu)良的、高選擇性的吸附劑。
在農(nóng)獸藥殘留檢測中的應(yīng)用: Keep-Shyuan[31]將磷酸
酯酶固定在Fe3O4 納米粒子表面, 利用除草劑2-4D 抑制磷
酸酯酶催化反應(yīng)而產(chǎn)生的電化學(xué)信號(hào)的改變實(shí)現(xiàn)對除草劑
2-4D 的檢測。Tudorache 等[32]結(jié)合磁性納米材料與化學(xué)發(fā)
光免疫分析法, 發(fā)展了阿特拉津的免疫分析法, 檢出限為
3 pg/L。Liang 等[33]結(jié)合磁性納米材料與熒光免疫分析方法,
實(shí)現(xiàn)了蔬菜樣品中三唑磷農(nóng)藥的檢測。Zhou 等[34]用高催化
活性的Fe3O4 磁性納米材料檢測食品中的瘦肉精, 實(shí)現(xiàn)了
分離檢測一體化, 樣品加標(biāo)回收率可達(dá)88%~105%, 線性
檢測范圍為0.377~14.07 mg/L。Xu 等[35]結(jié)合磁性納米材料
與酶聯(lián)免疫分析法, 發(fā)展了氯霉素的免疫分析方法, 檢測
限可達(dá)0.05 ng/mL。
在食源性菌及生物毒素檢測中的應(yīng)用: Gu[36,37]和
384 食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào) 第6 卷
Arnold[38]等在磁性納米材料的表面化學(xué)修飾能夠?qū)Ｒ恍宰R(shí)
別細(xì)菌的萬古霉素, 利用修飾后的功能納米材料識(shí)別革蘭
氏陽性細(xì)菌, 并可通過外界磁場的作用將所識(shí)別的細(xì)菌分
離富集。Yin 等[39]基于磁性納米材料建立了一種檢測蓖麻
毒素的方法, 檢測限可達(dá)1 fg/mL, 較傳統(tǒng)方法提高了6 個(gè)
數(shù)量級(jí), 具有很好的應(yīng)用前景。實(shí)驗(yàn)中, 蓖麻毒素多抗及特
異DNA 鏈標(biāo)記的納米金顆粒與蓖麻毒素單抗標(biāo)記的磁性
納米顆粒形成三明治復(fù)合模式, 通過去雜交將金納米顆粒
上的DNA 鏈釋放出來, 最后通過芯片檢測測定蓖麻毒素
的含量。Gao[40,41]等在合成磁性納米材料時(shí), 將熒光材料包
裹其中, 利用磁性納米材料對目標(biāo)細(xì)菌分離純化后, 可直
接進(jìn)行定量分析。
磁性納米材料具有磁分離特性, 為食品污染物的富
集與痕量分析中提供了方便。但是在磁性納米材料的合成
與修飾方面還存在制備過程繁瑣、穩(wěn)定性和水溶性差等缺
陷, 尚待進(jìn)一步研究。此外, 能夠大規(guī)模制備和修飾磁性納
米材料的方法有待研發(fā)。
5 碳納米管及其在食品污染物檢測中的應(yīng)用
5.1 碳納米管簡介
碳納米管是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的一維納米材料。根據(jù)
碳納米管中碳原子層數(shù)的不同, 碳納米管又可分為單壁碳
納米管和多壁碳納米管。碳納米管比表面積大, 具有良好
的導(dǎo)電性和催化能力, 吸附能力強(qiáng), 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定, 在食
品檢測領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景[42]。
5.2 碳納米管在食品污染物檢測中的應(yīng)用
在重金屬檢測中的應(yīng)用: Tuzen 等[43]在待測食品、水
樣中加入吡咯烷二硫代甲酸銨溶液, 使其與Cu2+等六種待
測重金屬離子形成螯合物, 然后經(jīng)多壁碳納米管分離富集
后, 用火焰原子吸收光譜進(jìn)行檢測, 可以顯著提高檢測的
靈敏度。Gong 等[44]基于單壁碳納米管和 DNA 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換設(shè)
計(jì)了一種檢測Hg2+的生物傳感器。當(dāng)碳納米管分散體系中
含有Hg2+時(shí), 與碳納米管結(jié)合的DNA結(jié)構(gòu)發(fā)生解離, 并導(dǎo)
致碳納米管阻抗發(fā)生變化, 通過對阻抗值改變的測定就可
以確定體系中Hg2+的濃度。
在農(nóng)獸藥殘留檢測中的應(yīng)用: Katsumata 等[45]將多壁
碳納米管作為固相萃取吸附劑聯(lián)合高效液相色譜, 測定有
機(jī)磷殺蟲劑二嗪農(nóng), 檢出限達(dá)0.06 ng/mL。Wang 等[46]用多
壁碳納米管涂層纖維對水和牛奶中的多溴聯(lián)苯醚進(jìn)行富集,
通過與活性炭涂層纖維等的比較發(fā)現(xiàn), 碳納米管涂層纖維
的萃取效率更高, 對實(shí)際樣品的檢測范圍為13~484 ng/L。
Ravelo-pérez 等[47]用多壁碳納米管作為固相萃取吸附劑對
滅克磷、二嗪農(nóng)等八種農(nóng)藥進(jìn)行富集, 用以檢測蘋果、橙
子等不同果汁中八種農(nóng)藥殘留, 取得了很好的效果。Wang
等[48]以多壁碳納米管作為固相萃取吸附劑檢測豬肉中的
四種苯二氮類藥物; 隨后, 該研究小組用同樣的方法對豬
肉中的苯巴比妥酸鹽進(jìn)行了檢測[49], 均取得了較好的效
果。Fang 等[50]用多壁碳納米管作為固相萃取吸附劑在線萃
取10 種磺胺類藥物, 并聯(lián)合HPLC 對雞蛋、豬肉中的10
種磺胺類藥物進(jìn)行同時(shí)檢測, 整個(gè)檢測過程只需35 min。
在食源性菌及生物毒素檢測中的應(yīng)用: Nancy 等[51]用
多壁碳納米管改良的玻璃碳電極與連續(xù)流動(dòng)裝置結(jié)合, 作
為檢測玉米赤霉烯酮毒素的免疫傳感器, 檢測時(shí)間僅需15
min, 檢測限和靈敏度均優(yōu)于傳統(tǒng)的ELISA 方法。
Zelada-Guillen 等[52]利用單壁碳納米管優(yōu)良的電導(dǎo)能力,
設(shè)計(jì)了非標(biāo)記型電位法, 用來檢測傷寒沙門氏菌。其作用
機(jī)制為: 首先將碳納米管固定于電極表面, 然后利用自組
裝的方法將適配體固定于碳納米管表面。當(dāng)待測體系中傷
寒沙門氏菌與碳納米管表面的適配體結(jié)合后, 導(dǎo)致適配體
構(gòu)象發(fā)生改變, 同時(shí)碳納米管表面的磷酸基被去除, 從而
使電極表面的電位發(fā)生變化, 達(dá)到檢測的效果。
目前, 基于碳納米管檢測食品中污染物的技術(shù)飛速
發(fā)展。其中, 以碳納米管固相萃取技術(shù)與質(zhì)譜聯(lián)用檢測食
品中有機(jī)污染物研究最廣。但是碳納米管在實(shí)際應(yīng)用中還
存在一些缺陷, 如物理和化學(xué)修飾過程復(fù)雜, 作為生物傳
感器檢測過程中響應(yīng)時(shí)間過長等。隨著納米科學(xué)技術(shù)的發(fā)
展, 碳納米管的催化和電學(xué)性質(zhì)在食品污染物檢測中的應(yīng)
用有待開發(fā)。
6 結(jié)論與展望
社會(huì)的發(fā)展和人民對生活質(zhì)量的不斷追求對食品安
全檢測技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn), 而傳統(tǒng)檢測方法已不能完全
滿足現(xiàn)有檢測要求。作為一種新技術(shù), 納米材料在食品中
重金屬、農(nóng)獸藥殘留、生物毒素和食源性致病菌等食品污
染物的檢測中得到廣泛研究。這些方法在樣品前處理、檢
測靈敏度、檢測時(shí)間、專一性和高通量檢測等方面均體現(xiàn)
出了明顯的優(yōu)勢。但是, 當(dāng)前利用納米材料進(jìn)行食品污染
物的檢測多以飲用水、牛奶、果汁等簡單的食品基質(zhì)作為
研究對象。在以后的研究中, 學(xué)者們還應(yīng)結(jié)合化學(xué)、免疫
學(xué)等技術(shù), 研發(fā)更多新型的納米材料以應(yīng)用于復(fù)雜食品基
質(zhì)的檢測。納米材料在食品污染物檢測中尚處于起步階段,
對納米材料的毒性和安全性的研究仍在進(jìn)行中, 目前尚未
定論。此外, 納米材料的制備成本較高, 大規(guī)模制備技術(shù)仍
有待發(fā)展。可以相信, 未來先進(jìn)納米材料和納米技術(shù)將逐
步完善, 并為食品污染物檢測提供更可靠的檢測方法, 從
而充分保障人民群眾的食品安全。
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(責(zé)任編輯: 張宏梁)
作者簡介
馬 興, 工程師, 主要研究方向?yàn)槭?
品安全檢測。
E-mail: max0@tjciq.gov.cn

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