郭玉龍,邵高聳,史輕舟,許焯,胡定煜,符式瑜

(中國(guó)人民警察大學(xué),河北 廊坊 065000)

民以食為天,食以安為先,食品安全直接影響到國(guó)家安全穩(wěn)定和人民群眾的身心健康[1]。食品作為一種特殊的商品,關(guān)系到每個(gè)人的身體健康與生命安全,食品安全問(wèn)題已成為人民群眾最為關(guān)心與關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。但是,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,社會(huì)的不斷進(jìn)步,網(wǎng)絡(luò)的廣泛運(yùn)用,危害食品安全形勢(shì)依然嚴(yán)峻,打擊食品安全犯罪一直在路上。近幾年來(lái),隨著公安、食藥監(jiān)等部門對(duì)食品領(lǐng)域監(jiān)管、偵查打擊力度增大,食品領(lǐng)域的違法犯罪案件數(shù)量明顯增多。在這些案件偵辦過(guò)程中,食品檢驗(yàn)鑒定技術(shù)在案件偵破中發(fā)揮著重要作用,為依法破案、相關(guān)證據(jù)固定提供了重要判據(jù)[2]。

目前,食品檢測(cè)鑒定分析主要集中在農(nóng)藥殘留分析、獸藥殘留分析、食品添加劑分析、真菌毒素分析等。檢測(cè)鑒定技術(shù)通常采用理化分析法、層析法、氣相色譜法、高效液相色譜法、氣相色譜法-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)[3]、高效液相色譜法-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)[4]、液相色譜-質(zhì)譜法[4]和酶聯(lián)免疫分析法[5](ELISA)、電感耦合等離子體質(zhì)譜法[6]以及飛行時(shí)間-二次離子質(zhì)譜等方法,在這些方法中,有的方法操作簡(jiǎn)單易行,但是檢測(cè)靈敏度低;有的檢測(cè)方法檢測(cè)過(guò)程繁瑣、耗時(shí)長(zhǎng),樣品的損失較大;有的雖然檢測(cè)靈敏度高,但是操作技術(shù)要求高,儀器昂貴,不適合快速檢測(cè)和普及;而納米材料由于自身的納米尺寸效應(yīng)本身就是非常敏感的化學(xué)和生物傳感器,可以使檢測(cè)高效、簡(jiǎn)便、靈敏度高,在未來(lái)食品快速檢驗(yàn)領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間。因此,本文主要從納米材料修飾的電化學(xué)傳感器、熒光納米材料和熒光染料修飾的適配體傳感器和納米表面增強(qiáng)拉曼光譜分析技術(shù)三方面介紹了納米材料在食品檢測(cè)鑒定中的應(yīng)用研究,并對(duì)納米技術(shù)在食品檢測(cè)方面的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了總結(jié)和展望。

1 納米材料修飾的電化學(xué)生物傳感器在食品檢驗(yàn)鑒定中的應(yīng)用

很多納米材料因?qū)щ娦阅芰己帽徽J(rèn)為是修飾電化學(xué)傳感器的理想材料。將納米材料與生物材料、電子材料相結(jié)合,制備出新型的電化學(xué)生物傳感器件,大大提高傳感器的靈敏度和精確度,從而提升檢測(cè)效率?；诩{米材料的電化學(xué)生物傳感器越來(lái)越廣泛應(yīng)用于食品檢驗(yàn)鑒定方面。以下簡(jiǎn)要概述了納米材料修飾的電化學(xué)生物傳感器在食品檢驗(yàn)鑒定中的應(yīng)用。

1.1 農(nóng)獸藥殘留檢測(cè)

傳統(tǒng)的農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法檢測(cè)限低、選擇性高,但是耗時(shí)長(zhǎng)、樣品預(yù)處理復(fù)雜、價(jià)格昂貴,研究人員開(kāi)發(fā)出使用納米材料修飾的電化學(xué)生物傳感器應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中準(zhǔn)確快速檢測(cè)農(nóng)藥殘留。旦智多杰等[7]采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法制得新型納米復(fù)合材料碳納米管接枝聚丙烯酸二茂鐵甲酰氧丁酯來(lái)測(cè)定樣品中殘留敵百蟲(chóng)含量,該聚合材料檢測(cè)殘留農(nóng)藥的最低檢出限為9.269 1×10-8nmol/L。杜科志等[8]研制了一種用于檢測(cè)萘乙酸的電化學(xué)傳感器。玻碳電極被多壁碳納米管和十二烷基苯磺酸鈉復(fù)合物修飾,制備的電化學(xué)傳感器檢測(cè)萘乙酸的檢出限為0.07 μmol/L。用于黃芪中萘乙酸的檢測(cè)時(shí),回收率為97.8%～102%,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)小于5.0%。Ghodsi等[9]利用二氧化鈦納米顆粒覆蓋的多壁碳納米管修飾的玻璃碳電極,開(kāi)發(fā)出一種基于玻璃碳電極的伏安傳感器,用于檢測(cè)食品中的二嗪農(nóng),該納米復(fù)合材料在二嗪農(nóng)還原過(guò)程中表現(xiàn)出良好的協(xié)同電催化性能,對(duì)二嗪農(nóng)的測(cè)定完全靈敏,對(duì)11～8 360 nmol/L范圍內(nèi)的二嗪農(nóng)存在良好的線性關(guān)系,檢測(cè)限為3 nmol/L,定量限為10 nmol/L,該方法修飾快、操作簡(jiǎn)單、成本低、穩(wěn)定性能好。Xie等[10]利用具有褶皺結(jié)構(gòu)的三維石墨烯可以為氧化銅納米顆粒高分散提供較大的表面積這一特性,在三維石墨烯表面制備氧化銅納米顆粒電催化劑,該納米復(fù)合材料對(duì)馬拉硫磷具有較高的親和力,通過(guò)抑制氧化銅的氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)馬拉硫磷的檢測(cè),正因?yàn)楦弑砻娣e襯底錨定氧化銅納米顆粒,所以在最優(yōu)條件下,對(duì)馬拉硫磷的檢測(cè)限可達(dá)0.01 nmol/L。

1.2 化學(xué)污染物檢測(cè)

當(dāng)前全球環(huán)境污染問(wèn)題日益加劇,對(duì)人類賴以生存的食物和水源造成嚴(yán)重污染,其中有機(jī)污染物毒害性最大,會(huì)引發(fā)一系列的疾病。下文概括了應(yīng)用納米材料修飾的電化學(xué)生物傳感器來(lái)檢測(cè)有機(jī)污染物的方法。周忠亮等[11]將多面體納米金均勻分布在電極表面,制備出DNA-納米金修飾的玻碳電極來(lái)對(duì)甲醛進(jìn)行快速檢測(cè),對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化后,得到甲醛的濃度在1×10-7～1×10-3mol/L范圍內(nèi)線性相關(guān),檢出限為10 μmol/L。李堃等[12]將Ni-Fe雙金屬鐵氰化物納米粒子沉積于基礎(chǔ)電極表面的碳納米管表面衍生后,制得的碳納米管負(fù)載Ni-Fe雙金屬氫氧化物修飾電極可以準(zhǔn)確快速測(cè)定水樣中尿素的含量。在1.0 mol/L KOH溶液中,尿素的濃度在5.0×10-6～2.8×10-3mol/L范圍線性相關(guān),檢測(cè)限為3.6×10-6mol/L,靈敏度54.3 μA/(mmol/L)。

1.3 生物污染物檢測(cè)

食品中的真菌毒素毒性較大,長(zhǎng)期攝入會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生極大危害。因此,研究食品中微生物毒素愈加重要,研究人員開(kāi)發(fā)出使用納米材料修飾的電化學(xué)生物傳感器應(yīng)用于食品中微生物毒素的快速檢測(cè)。賈飛等[13]將銅綠假單胞菌適配體修飾在還原氧化石墨烯/碳納米管-納米金復(fù)合納米材料表面作為工作電極,銅綠假單胞菌在電極表面孵育后被適配體捕獲后導(dǎo)致電極阻值增大,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)銅綠假單胞菌的定量檢測(cè),檢測(cè)限為4 CFU/mL,銅綠假單胞菌的濃度在10～106CFU/mL內(nèi)線性相關(guān)。周曙曙等[14]構(gòu)建一種基于MWCNTs-COOH納米材料修飾的電化學(xué)傳感器,并且結(jié)合方波伏安法對(duì)食品中的玉米赤霉烯酮進(jìn)行快速檢測(cè),得出該電化學(xué)傳感器檢測(cè)的線性范圍為 0.2～6 μg/mL,檢出限為0.067 μg/mL,實(shí)際的樣品加標(biāo)回收率為98.4%～106.7%。

2 熒光納米材料和熒光染料修飾的適配體傳感器在食品檢驗(yàn)鑒定中的應(yīng)用

熒光納米材料是由熒光納米粒子構(gòu)成的可發(fā)出熒光的晶體或由納米粒子承擔(dān)熒光染料的標(biāo)記功能,熒光納米材料的低成本、易制備、綠色環(huán)保等特點(diǎn)也成為食品藥品與環(huán)境檢測(cè)領(lǐng)域的優(yōu)選材料。近年來(lái)金屬納米團(tuán)簇在檢測(cè)重金屬離子、硫化物、氰化物、多硝基芳族物質(zhì)、甲醛、有機(jī)農(nóng)藥、細(xì)菌和病毒等物質(zhì)方面有廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。核酸適配體存在特異性識(shí)別功能,納米材料也存在特殊的性質(zhì),因此核酸適配體修飾的功能化納米材料傳感器是一種對(duì)靶標(biāo)具有特異性識(shí)別能力的方法。目前,基于核酸適配體的熒光、比色法表現(xiàn)出傳統(tǒng)方法無(wú)法替代作用。以下概述了熒光納米材料和熒光染料修飾的適配體傳感器在食品檢驗(yàn)鑒定中的應(yīng)用。

2.1 食源性致病菌和農(nóng)獸藥殘留檢測(cè)

謝玉等[15]研究食品安全檢測(cè)領(lǐng)域中熒光納米材料的應(yīng)用,利用熒光材料獨(dú)特的尺寸結(jié)構(gòu)并將其應(yīng)用于熒光免疫標(biāo)記中,充分利用納米材料特異性強(qiáng)、操作便捷、價(jià)格低的特點(diǎn),對(duì)食源性致病菌、農(nóng)獸藥殘留進(jìn)行檢測(cè)。王琦等[16]利用熒光共振能量轉(zhuǎn)移效應(yīng),將熒光標(biāo)記的黃曲霉毒素B1(AFB1)適配體和伏馬毒素B1(FB1)適配體吸附在氧化石墨烯表面,熒光猝滅后加入靶標(biāo),熒光強(qiáng)度恢復(fù),實(shí)現(xiàn)對(duì)AFB1和FB1的定量檢測(cè),AFB1的檢測(cè)限為0.15 ng/mL,FB1的檢測(cè)限為0.12 ng/mL。Su等[17]研發(fā)了一種多菌靈的核酸適配體作為探針,金納米顆粒和羅丹明B作為熒光指示劑的適配體傳感器。當(dāng)多菌靈不存在時(shí),多菌靈特異性適配體包裹的AuNPs分散在NaCl溶液中,分散的AuNPs對(duì)熒光指示劑羅丹明B產(chǎn)生猝滅效果。相反,多菌靈存在時(shí)能與特異性適配體形成復(fù)合物,AuNPs在NaCl溶液中發(fā)生聚集,聚集的AuNPs對(duì)羅丹明B的熒光效果基本無(wú)影響。該適配體傳感器對(duì)多菌靈的檢測(cè)限為2.33 nmol/L,濃度在2.33～800.00 nmol/L范圍內(nèi)存在良好的線性關(guān)系。Li等[18]利用多壁碳納米管和G-四鏈體作為信號(hào)傳導(dǎo)器,N-甲基嗎啉(NMM)作為熒光探針,開(kāi)發(fā)了一種新型的水胺硫磷的熒光檢測(cè)方法。在水胺硫磷存在情況下,分裂的適配體會(huì)發(fā)生構(gòu)象變化,形成三明治狀的三元絡(luò)合物,阻止水胺硫磷吸附到多壁碳納米管上,當(dāng)不存在多水胺硫磷時(shí),分裂的適配體易被多壁碳納米管吸附,產(chǎn)生NMM猝滅的熒光信號(hào),檢測(cè)限為10 nmol/L。

2.2 非法添加物的檢測(cè)

施麗霞等[19]制備出鈣鈦礦量子點(diǎn)作為熒光探針,觀察堿性黃的濃度變化與發(fā)射峰偏移而建立起線性關(guān)系,利用熒光比色法檢測(cè)食品中的堿性黃。劉美玲等[20]設(shè)計(jì)出一種MnO2納米片來(lái)檢測(cè)空氣和食品中的甲醛。該方法是根據(jù)熒光試劑與待測(cè)液混合后與空白溶液的熒光強(qiáng)度進(jìn)行比對(duì)來(lái)計(jì)算甲醛的含量。該檢測(cè)方法簡(jiǎn)單、靈敏度高、選擇性高,適用于對(duì)空氣和食品中甲醛含量的測(cè)定。徐鶴丹等[21]利用H2O2對(duì)AgNCs的熒光淬滅現(xiàn)象制備出二氫硫辛酸包裹的AgNCs,用來(lái)檢測(cè)H2O2,檢測(cè)范圍在2.0×10-13～50.0×10-13mol/L及1.0×10-13～5.0×10-3mol/L呈線性關(guān)系,檢測(cè)限為1.6×10-14mol/L,該檢測(cè)方法在生物領(lǐng)域具有潛在的價(jià)值。

2.3 生物活性物質(zhì)檢測(cè)

彭濤等[22]制備了一種SiO2@MnO2納米顆粒和熒光金納米簇(Arg/ATT/AuNCs)來(lái)快速定量檢測(cè)谷胱甘肽含量,該熒光法能夠滿足對(duì)谷胱甘肽的檢測(cè)需求,測(cè)量谷胱甘肽的線性范圍為2.5～20 nmol/L,最低檢測(cè)限為1.23 nmol/L。溫娜等[23]制備出用乙醇替代水的熒光強(qiáng)度更高的DA@AgNCs,利用維生素B12對(duì)AgNCs的熒光猝滅機(jī)理,實(shí)現(xiàn)對(duì)維生素B12的含量檢測(cè),其線性范圍為5～80 μmol。劉曉等[24]將黑磷納米片作為熒光受體,6-羧基熒光素標(biāo)記的雌激素17β-雌二醇適配體作為熒光供體,構(gòu)建了熒光適配體傳感器,在最優(yōu)條件下,17β-雌二醇的質(zhì)量濃度在1.5～60 ng/mL范圍內(nèi)線性相關(guān),檢測(cè)限為1.0 ng/mL。史學(xué)麗等[25]將17β-雌二醇適配體修飾到銪摻雜的鎵酸新鋅長(zhǎng)余輝納米粒子上,以二硫化鉬納米片作為熒光受體,基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移原理產(chǎn)生的熒光強(qiáng)度變化來(lái)檢測(cè)17β-雌二醇,條件優(yōu)化后檢測(cè)限為0.4 ng/mL。馮婷婷等[26]利用熒光標(biāo)記的適配體與腺苷特異性結(jié)合用于腺苷脫氨酶的檢測(cè),根據(jù)猝滅熒光強(qiáng)度的變化得出檢測(cè)限為0.18 U/mL,在0.25～3.125 U/mL范圍內(nèi)呈線性關(guān)系。

3 納米表面增強(qiáng)拉曼光譜分析技術(shù)在食品污染物檢驗(yàn)鑒定中的應(yīng)用

激光技術(shù)的發(fā)展使拉曼光譜技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,而納米科技的迅猛發(fā)展使“納米增強(qiáng)拉曼光譜(NERS)”在高靈敏度檢測(cè)方面獲得了突破性進(jìn)展,可達(dá)到單分子的檢測(cè)水平。拉曼光譜是根據(jù)拉曼散射效應(yīng),獲得分子振動(dòng)和分子轉(zhuǎn)動(dòng)的信息。特定的分子具有特定的結(jié)構(gòu)和振動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)方式,進(jìn)而產(chǎn)生特定的拉曼特征峰,因此分子的拉曼光譜具有唯一性。表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)是將待分析的有機(jī)物吸附于具有特殊納米結(jié)構(gòu)的貴金屬表面,如Au、Ag等,以產(chǎn)生更強(qiáng)的拉曼散射信號(hào)。納米增強(qiáng)拉曼光譜在樣品處理、檢測(cè)時(shí)間、檢測(cè)成本、儀器成本、重現(xiàn)性、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)等方面所具有的優(yōu)點(diǎn)。

隨著食品產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,在食品的生產(chǎn)、加工及運(yùn)輸過(guò)程中會(huì)引入如超量農(nóng)獸藥殘留、色素和染料類添加物、抗生素以及其他痕量化學(xué)物質(zhì)等有毒有害物質(zhì),嚴(yán)重影響人民身心健康,影響消費(fèi)者對(duì)食品產(chǎn)業(yè)的信心。因此,表面增強(qiáng)拉曼光譜分析技術(shù)對(duì)快速檢測(cè)食品中是否存在污染物具有重要意義,表面增強(qiáng)拉曼光譜分析技術(shù)相較于傳統(tǒng)的檢測(cè)方法,如化學(xué)反應(yīng)法、微生物法、免疫分析法和儀器分析法,具有更高的靈敏度、可無(wú)損檢測(cè)、方便快捷及特異性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),對(duì)食品安全和人類健康具有重要意義。下面簡(jiǎn)單概述了納米表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)在食品污染物檢測(cè)領(lǐng)域中的研究現(xiàn)狀。

3.1 農(nóng)藥殘留檢測(cè)

農(nóng)藥被用來(lái)預(yù)防和治理病蟲(chóng)害和除草,不當(dāng)使用會(huì)導(dǎo)致水土污染,農(nóng)藥會(huì)殘留在動(dòng)植物體內(nèi),通過(guò)食物鏈在人體內(nèi)富集。為保障人體健康和環(huán)境安全,加強(qiáng)對(duì)農(nóng)藥殘留的提取和檢測(cè)水平,SERS技術(shù)可以滿足一線技術(shù)人員對(duì)農(nóng)藥殘留檢測(cè)的需要。Hassan等[27]利用合成的花狀銀納米顆粒,并且通過(guò)固相萃取法檢測(cè)綠茶中農(nóng)藥的殘留量,拉曼光譜強(qiáng)度與農(nóng)藥的殘留量成正相關(guān),滅多威、啶蟲(chóng)脒和2,4-D的回歸系數(shù)分別為0.997 4,0.995 6和0.998 2,檢測(cè)限分別為5.58×10-4,1.88×10-4和4.72×10-3μg/mL,RSD<5%。Lee等[28]利用溶膠-凝膠旋涂制備出二氧化鋯納米纖維并負(fù)載在硅片上,并與金納米顆粒集成在一起作為基板,調(diào)節(jié)前驅(qū)體濃度對(duì)基板的形貌進(jìn)行優(yōu)化,以低濃度的羅丹明6G作為探針?lè)肿?評(píng)估SERS的增強(qiáng)效果。隨后經(jīng)檢測(cè)亞胺硫磷、甲萘威、氯菊酯和氯氰菊酯存在特定的增強(qiáng)拉曼峰,二氧化鋯納米纖維為0.3 mol/L的AuNPs/ZrO2NFs的增強(qiáng)因子為2.1×107,檢測(cè)限分別為10-8,10-7,10-7,10-6mol/L。Zhao等[29]利用多層等離子體耦合放大技術(shù),制備了三維銀枝晶/電聚合分子標(biāo)識(shí)符/AgNPs復(fù)合結(jié)構(gòu),獨(dú)特的等離子體SERS多層膜實(shí)現(xiàn)對(duì)SERS信號(hào)的多級(jí)增強(qiáng),所制備的SERS紙片在吡蟲(chóng)啉檢測(cè)中表現(xiàn)出良好的優(yōu)異性和靈敏性,檢測(cè)限為0.028 11 ng/mL。劉江美等[30]合成了一種Fe3O4/Ag磁性包覆修飾材料作為拉曼基底來(lái)檢測(cè)殺線威,經(jīng)測(cè)試后發(fā)現(xiàn)使用該復(fù)合材料容易被磁鐵收集,易于分散萃取后再次收集,然后經(jīng)過(guò)計(jì)算,樣品的譜峰與實(shí)驗(yàn)譜峰具有相當(dāng)?shù)囊恢滦?增強(qiáng)因子為2.08×105。

3.2 工業(yè)染料檢測(cè)

酸性橙Ⅱ、羅丹明等工業(yè)染料(非法添加物)因價(jià)格低廉被不法商販?zhǔn)褂?一旦使用,勢(shì)必對(duì)人體健康造成嚴(yán)重危害,因此需要開(kāi)發(fā)靈敏、快速檢測(cè)食品中這些非法添加物的技術(shù)。趙靜晨等[31]以抗壞血酸作還原劑在表面活性劑溶液中還原氯金酸制備出樹(shù)枝狀的具有優(yōu)異拉曼活性的金納米粒子,作為檢測(cè)羅丹明6G的拉曼增強(qiáng)基底具備較高的靈敏度和優(yōu)良的循環(huán)性能,在3×10-9～3×10-7mol/L范圍內(nèi)存在良好的線性關(guān)系,檢測(cè)限為3×10-9mol/L,增強(qiáng)因子為105。Zhao等[32]利用合成納米銀作為底物,銀溶膠混合樣品中加入鹽酸可以增強(qiáng)SERS信號(hào)這一特性,實(shí)現(xiàn)了染色黑米中蘇丹黑B的痕量快速檢測(cè)。該方法標(biāo)準(zhǔn)溶液的檢測(cè)限為0.05 mg/L,黑米提取液可檢出濃度為0.1 mg/kg。王曉輝等[33]利用表面增強(qiáng)拉曼光譜結(jié)合不同的納米基底、不同波長(zhǎng)的激發(fā)光源對(duì)待測(cè)物進(jìn)行檢測(cè)對(duì)比,得出波長(zhǎng)為633 nm的激發(fā)光源對(duì)待測(cè)物的SERS檢測(cè)效果更好,小粒徑納米顆粒的拉曼增強(qiáng)效果更好,并根據(jù)SERS峰強(qiáng)度與酸性橙Ⅱ濃度建立了定量分析模型。

3.3 生物污染物檢測(cè)

食源性致病菌可通過(guò)污染水或食物進(jìn)入人體,從而導(dǎo)致人類疾病。真菌毒素是由真菌產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物,也具有較強(qiáng)的毒性[34],全球每年大約有25%的糧食作物受到真菌毒素的污染[35]。目前,食源性疾病在全球各個(gè)國(guó)家被認(rèn)為是最重要的公共衛(wèi)生問(wèn)題[36]。Li等[34]通過(guò)在聚二甲基硅氧烷包覆陽(yáng)極氧化鋁的復(fù)合基板表面濺射金納米粒子進(jìn)而制備出高熱點(diǎn)3D SERS基板,濺射時(shí)間為8 min時(shí),3D SERS基板的SERS效果最佳,在最佳條件下,該基板對(duì)4-巰基苯甲酸具有10-12mol/L的低檢測(cè)限,增強(qiáng)因子為2.2×106,RSD=4.57%。此外,該3D SERS基板可實(shí)現(xiàn)對(duì)黃曲霉毒素B1、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇和玉米赤霉烯酮同步檢測(cè),且待測(cè)物濃度與拉曼強(qiáng)度存在良好的線性關(guān)系,檢測(cè)限分別為1.8,24.8和47.7 ng/mL。Duan等[37]制備出Au@Ag-適配體1-目標(biāo)分子-適配體2-X-羅丹明的三明治復(fù)合結(jié)構(gòu),含有Au@Ag核/殼納米粒子的SERS底物被適配體1功能化,用于捕獲目標(biāo)分子。X-羅丹明修飾的適配體2被用作識(shí)別元件和拉曼報(bào)告器,結(jié)果表明,所研制的適配體傳感器在15～1.5×106cfu/mL范圍內(nèi)測(cè)定鼠傷寒桿菌的濃度具有良好的線性關(guān)系,檢測(cè)限為15 cfu/mL。

3.4 抗生素類物質(zhì)檢測(cè)

郭紅青等[38]利用納米金膠和OTR103作為拉曼增強(qiáng)基底來(lái)檢測(cè)鴨肉中的土霉素,對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化后得出待測(cè)物土霉素的特征峰為拉曼位移1 271 cm-1處,納米金膠、待測(cè)樣品和OTR103分別為0.7 mL、70 μL和100 μL時(shí),檢測(cè)效果最佳,待測(cè)物質(zhì)量濃度在0.2～22.0 mg/L之間時(shí)存在良好的線性關(guān)系,檢測(cè)限為0.2 mg/L。梁營(yíng)芳等人[39]制備出濃縮銀納米粒子與不同濃度的青霉素G納溶液混合后SERS信號(hào)會(huì)發(fā)生變化,加入適量的硫酸鎂溶液后,SERS增強(qiáng)效果會(huì)更好,青霉素G納濃度在1×10-8～1×10-3mol/L范圍內(nèi),SERS信號(hào)強(qiáng)度呈現(xiàn)出線性關(guān)系。

4 結(jié)語(yǔ)

無(wú)論是基于納米材料構(gòu)建的電化學(xué)傳感器、應(yīng)用熒光納米材料檢測(cè)、構(gòu)建熒光核酸適配體傳感器,還是作為納米拉曼增強(qiáng)基底,這都為食品安全的檢測(cè)提供了新思路。但是,有些納米技術(shù)依舊處于實(shí)驗(yàn)室水平,距離實(shí)際應(yīng)用還存在一定距離。未來(lái)的研究應(yīng)著重從以下幾個(gè)方面開(kāi)展研究:1)未來(lái)應(yīng)用于食品安全檢測(cè)的納米材料修飾的傳感器應(yīng)更趨于常規(guī)化和便捷化,開(kāi)發(fā)出可視化的便攜快速檢測(cè)設(shè)備,與日常的電子產(chǎn)品綁定進(jìn)行數(shù)據(jù)共享,如電腦、手機(jī)、平板等,提高其家用化。2)適配體傳感器受環(huán)境因素影響較大,因此對(duì)現(xiàn)有的適配體篩選技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化,挖掘更高特異性、高親和力、成本低、易于修飾的適配體,進(jìn)一步提高傳感器的穩(wěn)定性,實(shí)現(xiàn)核酸適配體修飾的納米材料傳感器在食品安全領(lǐng)域的商業(yè)化應(yīng)用。3)開(kāi)發(fā)新的納米材料應(yīng)用于電化學(xué)傳感器、熒光納米材料、適配體傳感器的修飾材料以及拉曼增強(qiáng)基底,提高其準(zhǔn)確性,或進(jìn)一步優(yōu)化已有材料的性能。在目前將化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)移為電信號(hào)、光信號(hào)的范圍外,尋找新的信號(hào)轉(zhuǎn)移方法,開(kāi)發(fā)出新的傳感平臺(tái),納米材料在未來(lái)食品快速檢驗(yàn)領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間。