结合纳米材料的适配体传感器在重金属检测中的应用研究进展

将纳米材料独特的光学、电子和催化性能应用于适配体传感器中可大幅提高重金属检测的灵敏度并扩大选择性,是重金属检测领域的热点之一。该文综述了Pb 2+、Hg 2+、Cd 2+等重金属离子的适配体序列,总结了多种结合纳米材料的适配体传感器在重金属检测中的技术应用及优缺点,并对适配体传感器在重金属检测领域的应用前景进行了展望。     

基于特异性识别元件的电化学传感器在食品中重金属检测的研究进展

重金属污染是造成食品安全问题的重要原因之一，同时，重金属检测体系复杂，干扰因素较多，因此开发高效、抗干扰强、操作简便的重金属检测方法是至关重要的。电化学传感技术操作简便、灵敏度高，响应快，在重金属检测中应用广泛，而将特异性识别元件与电化学传感技术结合可以进一步提高其在实际样品中检测重金属的抗干扰性。该文综述了特异性识别元件主要包括脱氧核酶、适配体和离子印迹聚合物及其区别，并介绍了基于特异性识别元件的电化学传感器在食品中重金属(主要包括Pb²⁺、As³⁺、Cd²⁺、Cr^3+/6+)检测的应用。此外，对特异性识别元件在重金属检测领域做出展望，为后续研究提供参考。     

基于还原氧化石墨烯的电化学适配体传感器对黄曲霉毒素M1的检测

本实验基于还原氧化石墨烯（RGO）构建了一种用于黄曲霉毒素M₁（AFM₁）检测的电化学适配体传感器。采用红枣汁还原氧化石墨烯（GO）制备RGO,RGO通过滴涂法修饰在玻碳电极（GCE）表面,利用电沉积法将纳米金修饰在RGO/GCE上,AFM₁的适配体（Apt）通过Au-S键固定在AuNPs/RGO/GCE电极表面用于靶标AFM₁的捕获。当AFM₁存在时,AFM₁与适配体特异性结合形成AFM₁-Apt复合物,该复合物阻碍了电子的传递,导致电化学信号减弱。对RGO的制备条件进行优化,利用差示脉冲伏安法（DPV）监测电极表面的电化学信号,并对不同类型的毒素（黄曲霉毒素B₁、黄曲霉毒素B₂、赭曲霉毒素A和伏马毒素B₁）、不同浓度的AFM₁（1×10?7~5×10?4 ng/mL）以及羊乳样品进行检测以确定电化学适配体传感器的特异性、灵敏性和实用性。结果表明,GO:红枣汁=2:1（V:V）,pH=11时所制备的RGO的导电能力最强。传感器的电信号与AFM₁浓度的对数呈线性关系,检测范围为1×10?7~5×10?4 ng/mL,检测限为3.3×10?5 pg/mL,同时所建立的方法仅对AFM₁的检测有响应,而对干扰毒素无响应,说明电化学适配体传感器的特异性良好。使用建立的AFM₁电化学适配体传感器对羊奶中的AFM₁含量进行测定,发现所构建的传感器具有很高的灵敏性和良好的选择性,有望应用于食品工业中真菌毒素的快速、准确检测当中。     

电化学适配体传感器传感策略在食品检测领域的研究进展

食品源危害因子对人类健康构成直接且严重的威胁, 开发快速、准确兼具高灵敏度的食品检测方法是解决当前食品安全挑战的有效解决方式。电化学适配体传感器的技术具有高灵敏度、高特异性和准确性等优点, 在食品质量安全检测方面具有广阔的应用前景。本文综述了近年来在食品检测领域电化学适配体传感策略的最新研究进展, 对基于适配体的新型食品危害因子电化学生物传感器的类型进行了总结归纳分类, 重点讨论了应用于食品危害因子检测的不同电化学适配体生物传感策略, 并对该技术在食品检测领域发展前景进行了展望, 以期为相关领域研究人员提供参考, 促进电化学适配体传感器在食品检测领域的进一步开发与应用。     

基于磁性介孔SiO2免电极修饰电化学适配体传感器检测啶虫脒

基于氨基化磁性介孔SiO2负载啶虫脒适配体、二茂铁-DNA互补链为探针,制备氨基化磁性介孔二氧化硅@纳米金-适配体-核酸互补链-二茂铁（NH2-MMS@Au NPs-Apt-cDNA-Fc）磁性复合物,构建了免电极修饰的高灵敏电化学适配体传感器,用于快速检测啶虫脒。在0.1 mol/L的磷酸缓冲溶液（pH 7.4）中,以裸玻碳电极为工作电极,在最佳孵育时间下,以方波伏安法检测啶虫脒的线性范围为0.055 pmol/L～5.5 nmol/L,检出限为3.2 fmol/L（RSN=3）。用于蔬菜中啶虫脒的检测,结果令人满意。该方法有效避免了繁琐的电极修饰和探针固定过程引起的系统误差,易于操作并且提高了检测的准确性,为高灵敏检测食品中的农残提供了一种新的、便捷的传感技术,具有较好的应用前景。     

基于适配体的功能化纳米探针在食品安全检测中的应用进展

高灵敏度及特异性的检测方法是保障食品安全的关键。基于适配体的功能化纳米探针为食品危害因子的检测提供了一种新型、高效的分析手段。本文基于适配体的4类纳米传感器:光学、磁弛豫、电化学和其他类型的检测原理,重点论述了适配体的功能化纳米探针在食品安全因子检测方面的应用进展,包括农药、兽药及其残留物,致病微生物,真菌毒素,真金毒素,重金属,生物酶等,并对该方法的发展趋势进行了展望。开发简便、易携带的生物传感器,在纳米粒子上修饰多种适配体以实现对多种危害因子的同时检测,以及开发快速、有效、简单的样品前处理方法,有效避免背景干扰,提高方法的灵敏度和降低检测限,是未来的快速检测的发展方向。     

基于链置换扩增的电化学适配体生物传感器检测食品中的赭曲霉毒素A

为构建一种基于链置换扩增技术（SDA）和电化学适配体传感器技术检测食品中赭曲霉毒素A(OTA)的方法,根据OTA特异性适配体设计发卡结构,并在发卡结构的茎部设置SDA反应识别位点,进行SDA扩增。将扩增产物与修饰二茂铁（Fc）的电化学探针进行杂交,使电信号发生变化,从而建立电化学适配体传感器检测OTA的方法。通过对7组不同毒素的测定评价该方法的特异性,测定其灵敏度和检出限,并与赭曲霉毒素A酶联免疫分析方法（ELISA）国家标准（GB 5009.96-2016）进行对比试验。结果表明：最优条件下,电化学适配体传感器灵敏度线性范围为0.1 pg/mL～10 ng/mL,检出限（LOD）为0.05 pg/mL。当OTA存在时,检测结果为阳性,当OTA不存在时,检测为阴性,说明该方法特异性良好。在人工加标试验中,该电化学适配体传感器的加标回收率为96.60%～99.04%,ELISA（国家标准）的加标回收率为94.00%～98.50%,该方法的加标回收率优于国家标准。结论：该方法能够快速检测食品中的OTA,具有实用应用价值。     

基于信号放大策略的适配体电化学传感器检测真菌毒素研究进展

真菌毒素是真菌分泌的一类次级代谢产物, 是农产品的主要污染物之一, 具有强毒性。人畜误食会导致急性、慢性中毒症状, 严重危害农产品安全, 威胁人类健康。开发快速、超灵敏、高通量、高性价比的传感技术十分重要。适配体是一段单链DNA或RNA, 具有特异性良好、合成简单、易于化学修饰、稳定性高等优势, 且可以与基于核酸的传感及扩增策略相结合, 具有广阔应用前景。电化学传感器因其反应快速、灵敏度高、成本低等优势受到广泛关注。适配体电化学传感器已成为目前检测真菌毒素的有力工具。本文综述了适配体电化学传感器常见的信号传感方式, 主要关注基于核酸和纳米材料的信号放大策略, 以及它们在检测应用中的优势与不足; 最后对该技术的发展趋势进行了展望, 为基于适配体的真菌毒素电化学传感器的深入研究与应用提供参考。     

电化学纳米免疫传感器在食品安全检测中的应用展望

电化学纳米免疫传感器具有检测快速、灵敏、操作简单等优点,在医药、食品、环境及生命科学等领域显 示了巨大的应用潜力。本文分析比较了电化学纳米免疫传感器与分析化学仪器检测、免疫检测、以聚合酶链式反应 为基础的分子生物学测定技术和基于表面等离子共振、生物薄膜干涉技术的检测方法的优缺点,讨论了电化学纳米 免疫传感器本身所面临的免疫结合信号放大处理和商业化应用的两个关键问题,最后,概述了纳米材料在免疫传感 器中的应用及电化学纳米免疫传感器在食品检测中的应用并对其在食品检测领域的未来发展作了展望。     

正电性金纳米-核酸适配体纳米生物传感器快速检测野生菌中的α-鹅膏毒肽

目的 构建一种基于正电性金纳米-核酸适配体的纳米生物传感器,以实现 α-鹅膏毒肽（α-amanitin,α-AMA）的快速检测。方法 本研究选择可与 α-AMA特异性结合的核酸适配体作为识别元件,以半胱胺（cysteamine,Cys）修饰的正电性纳米金（gold nanoparticles,AuNPs）作为为信号探针。基于静电吸附作用,将适配体固载到Cys@AuNPs表面。只需测定溶液在特定波长处吸光度值的变化,便可实现 α-AMA的快速检测。结果 该纳米生物传感器检测 α-AMA的最佳条件：Cys@AuNPs体积为150 uL,适配体浓度为6 nmol/L,Cys@AuNPs与适配体反应时间为12 min,α-AMA与适配体结合时间为12 min。在最佳条件下检测 α-AMA的线性范围为：1~125 ng/mL（y = 0.0003x + 0.2882,R2 = 0.995）。本体系中 α-AMA的检出限为 0.80 ng/mL,加标回收率在98.6 % 到130 % 之间。结论 本研究构建的纳米生物传感器操作简便、灵敏度高、特异性好、成本低廉,适用于野生菌样品中 α-AMA的快速检测。     

纳米材料在食品重金属离子快速检测中的应用研究进展

纳米材料因具有比表面积大、良好稳定性、特殊的结构、易于修饰、良好的生物相容性等优点,已被广泛应用于食品中重金属离子检测领域。文章重点综述了碳纳米管、石墨烯、碳量子点、金属有机骨架、纳米酶等纳米材料在食品中重金属离子检测方面的研究与应用现状,并展望了纳米材料在食品中重金属离子检测领域面临的挑战和应用前景。     

基于核酸适配体分析方法结合纳米材料监测食品有毒重金属的研究进展

重金属具有高毒性,尽管它们在各种环境基质中以微量浓度存在,但是其引起的污染仍可能会对环境和人体造成严重的损害。因此,开发重金属检测精确而灵敏的方法对食品中重金属的检测十分有必要。现有传统检测技术依赖昂贵的大型仪器,操作复杂并且耗时较长。生物技术和纳米材料的飞速发展为重金属的检测提供了一种新思路。该文综合介绍重金属检测的常见方法以及近年来核酸适配体和纳米材料在食品中重金属检测应用的研究进展,并对未来的发展前景进行展望。     

电化学和光纳米探针技术用于重金属离子快速检测的研究进展

随着现代工业的快速发展,重金属污染问题日益严重,对人类健康造成了严重威胁,因此发展快速、灵敏、准确、易携带的重金属离子检测方法至关重要。电化学分析作为一种特殊的化学分析方法,因其选择性好、操作安全、分析简便的优点被应用于食品检测、环境监测、生物医疗各方面。光纳米探针技术在检测分析物质时,具有灵敏度高、选择性好、操作简便的优点。电化学分析法和光纳米探针技术在检测重金属离子时,克服了传统重金属方法检测流程繁琐、检测成本高、操作过程复杂、操作要求高的不足,成为当前重金属离子快速检测的研究热点。本文对重金属污染现状、电化学和光纳米探针技术检测重金属的原理以及研究进展进行阐述,并对其未来发展趋势进行展望。     

纳米传感器检测重金属离子的研究进展

近年来各类重金属离子污染受到广泛关注。传统的重金属离子监测体系主要依赖于专业的仪器设备,操作费时、设备昂贵、现场快速检测的及时性差、难以满足当前检测工作的需要。鉴于重金属离子检测分析的重要性和紧迫性,寻求简单、快捷的检测方法具有重大的现实意义。随着纳米技术的飞速发展,把纳米材料与光学、电化学、生物学及材料技术结合构建的纳米传感器促进了重金属离子检测技术的快速发展。本文对近几年来常用的几种纳米传感器在重金属检测应用中的研究进展进行了综述,包括:纳米光学传感器、纳米电化学传感器、纳米生物传感器等。本文对基于纳米传感器的检测手段进行了讨论和展望,旨在为重金属离子检测研究的发展提供参考。     

纳米生物传感器在食品分析中的应用研究进展

如今食品工业是纳米生物传感器的关键应用领域。功能化的纳米材料可以作为催化剂、固定化平台、光纤标签等,提高生物传感器的性能,使其具有更高的灵敏度、稳定性和选择性。纳米材料,如纳米金粒子、纳米复合物、磁纳米粒、纳米线、碳纳米管、纳米杆及量子点,在生物传感器中具有重要作用,特别是应用于食品检测。该文综述了如今纳米生物传感器在食品检测,特别是在对杀虫剂、病原体和糖类检测中的发展和应用,这些纳米生物系统也有利于研制、开发灵敏度高、适用性强、简便快捷的食品检测技术与方法。     

粮食中重金属检测技术研究进展

近年来接连发生的粮食重金属污染事件引发社会广泛关注。本文从样品前处理、分析检测技术等方面综述了粮食中重金属元素的分析方法。首先对当前我国粮食中重金属污染现状进行了分析,综述了重金属元素前处理的方法,包括消解法、固相萃取法、液液萃取法;并分常规检测技术和快速检测技术着重总结了各种重金属元素分析检测技术的原理、优缺点及在粮食安全中的应用。其中常规检测技术包括原子光谱法、电感耦合等离子质谱法、紫外分光光度计法,快速检测技术有电化学分析法、生物传感器法以及免疫检测技术,为保障人民群众粮食安全,积极发展粮食中重金属元素检测技术,前处理消解技术和色谱联用技术以及快速检测技术将是今后的重要发展方向。     

磁性纳米材料制备及其在传感器检测领域的应用

在外界磁场的驱动下, 磁性纳米材料能迅速完成对目标物的吸附及其与基质的分离。基于这点, 磁性纳米材料在吸附分离, 环境治理, 食品安全等方面已有较多应用, 并将有更大的应用前景。本文主要对磁性纳米材料的制备方法、富集分离、传感器检测3个方面的研究进展进行介绍。其中, 磁性纳米材料的制备方法包括固、液和气相合成法。富集分离方法介绍了磁性纳米材料对有机污染物的吸附分离, 例如微塑料; 对无机金属离子的吸附分离, 例如铬离子, 铅离子。在传感器检测方面主要介绍了磁性纳米材料在电化学传感器、生物传感器、光学传感器方面的应用。     

Aptasensors for mycotoxins in foods: Recent advances and future trends

Mycotoxin contamination in foods has posed serious threat to public health and raised worldwide concern. The development of simple, rapid, facile, and cost-effective methods for mycotoxin detection is of urgent need. Aptamer-based sensors, abbreviated as aptasensors, with excellent recognition capacity to a wide variety of mycotoxins have attracted ever-increasing interest of researchers because of their simple fabrication, rapid response, high sensitivity, low cost, and easy adaptability for in situ measurement. The past few decades have witnessed the rapid advances of aptasensors for mycotoxin detection in foods. Therefore, this review first summarizes the reported aptamer sequences specific for mycotoxins. Then, the recent 5-year advancements in various newly developed aptasensors, which, according to the signal output mode, are divided into electrochemical, optical and photoelectrochemical categories, for mycotoxin detection are comprehensively discussed. A special attention is taken on their strengths and limitations in real-world application. Finally, the current challenges and future perspectives for developing novel highly reliable aptasensors for mycotoxin detection are highlighted, which is expected to provide powerful references for their thorough research and extended applications. Owing to their unique advantages, aptasensors display a fascinating prospect in food field for safety inspection and risk assessment.