基于二维材料的亲和型电化学传感器在食品安全分析中的应用

摘 要: 食品安全关系“国计民生”。快速、灵敏、特异性的食品安全分析是食品领域的研究热点。亲和型电化学传感器结合了亲和受体的特异性识别性能和电化学换能器的高检测灵敏度、短响应时间以及易于小型化等优势, 在食品安全分析中有良好的应用前景。近年来, 二维材料的开发与应用为电化学传感器的构建带来了新机遇。二维材料具有较大的比表面积, 其独特的电学、物理、化学特性, 为电化学信号放大和传感策略的设计提供了更多可能。本文综述了基于二维材料的亲和型电化学传感器在食品安全分析中应用的最新进展, 总结了常见的二维材料及其制备方法、二维材料在电化学传感器制备中的应用及基于二维材料的亲和型电化学传感器在食品安全危害因子检测中的应用, 讨论了电化学传感器在食品安全分析中存在的挑战及未来发展趋势。 关键词: 食品安全分析; 电化学传感器; 二维材料; 食品安全危害因子; 亲和检测     

电化学传感器在食品检测中的应用

电化学传感器由于其精度高,成本低,检测时间短,灵敏度高等优势在食品安全检测方面具有广阔的应用前景。本文对于电化学传感器在食品中抗生素残留、添加色素、食品添加剂等检测方面的应用进行了综述,对电化学传感器在食品安全检测方面的优势以及仍存在的不足进行了分析,并对其发展前景做出展望。     

纳米基电分析生物传感器在食品兽药残留检测中的研究与应用进展

食品中兽药残留是引起食品安全的关键问题之一,开发快速准确检测食品中兽药残留的方法势在必行。近年来,为提高传感器的灵敏度和稳定性,基于纳米材料的电分析生物传感器成为分析领域的热点。但目前绝大多数电化学生物传感器的研究还处于基础研究阶段。本文主要综述了基于纳米材料的电分析生物传感器在食品中兽药残留检测方面的研究和应用进展,主要包括电化学生物传感器、电化学发光生物传感器和光电化学生物传感器。在采用近似的流程对同一种物质进行检测时,光电化学方法获得的检测限通常比电化学方法低一个数量级。由于利用了电信号响应,光电化学检测仪器设备简单、价格低廉且更易于微型化。     

纳米基电化学传感器在兽药残留检测中的应用

随着生活质量的不断提升, 人们对于畜类食品的安全问题越来越重视。畜类产品中过量的兽药残留会对人体产生危害, 在食品中检测技术的研究进展成为人们关注的焦点。电化学检测技术具有灵敏度高、检测限低、简单经济、检测时间短等优点, 纳米基作为一种修饰材料, 可以为电化学检测提供更多的结合位点, 获得更灵敏的电流响应信号和更高的检测效率。因为纳米材料良好的催化和导电性能以及对待测物质的良好亲和性被广泛应用在兽药残留的检测中。本文综述了兽药的种类、使用的相关规定, 以及添加使用兽药的危害。重点介绍了碳、金属粒子和量子点3种纳米材料所修饰的电化学传感器在食品中兽药残留检测中的应用现状, 最后讨论了电化学传感器在兽药残留检测方面的发展前景。     

碳基复合材料修饰电化学传感器检测双酚A研究进展

双酚A作为一种应用最广泛的增塑剂,常用于食品的各类包装中。然而,食物和水源中双酚A的浸出以及在制造过程中双酚A的排放会危害人类健康。近年来,碳基复合材料因其独特的物理化学性质,在双酚A检测中展现出优异的性能,基于碳基复合材料修饰的电化学传感器快速检测双酚A已成为当前的研究热点。文章综述了双酚A以及碳基材料修饰电化学传感器在双酚A检测中的应用,并对双酚A电化学检测的发展方向进行了展望。     

基于多巴胺及其衍生物的传感器在食品快速检测中的研究进展

食品安全问题关系国计民生,快速检测技术对实现食品安全战略具有重要意义。聚多巴胺及其复合材料修饰的传感器在食品快速检测中表现出良好的稳定性,且具有检测限低、灵敏度高的优势;此外,聚多巴胺及其修饰复合材料制备过程简单、绿色环保,基于这些优点,聚多巴胺及其复合材料在食品安全评价、环境监测、生物分析等领域的运用备受关注。本文综述了基于多巴胺及其衍生物的光学、电化学传感器在食品检测方面的一些设计和应用,以体现其明显的应用优越性。最后,对多巴胺及其衍生物在食品快速检测领域面临的挑战和未来的发展前景进行探讨,以期对多巴胺在食品快速检测新技术方面的推广应用提供参考。     

电化学免疫传感器在食品安全检测中的应用研究

近年来,生物食品安全问题越来越受关注,农药残留成为危害食品安全的重要问题之一,这对快速检测农药残留提出高要求,研究方便、快捷的检测农药残留方法已成为当务之急。生物传感器技术具有快速、敏感、具体、简单的优势,作为一种新的检测分析仪器,在食品检验的领域具有广阔的应用前景。本文主要介绍电化学免疫传感器的特点、优势以及国内和国际的免疫传感器研究现状、存在的问题,了解食品检测中电化学免疫传感器的应用,以期取得好的应用效果。     

快速检测在食品中的应用

随着生活水平的提高,人们对于舌尖上的安全问题越来越重视,因此对于食品中有毒有害物质检测技术的需求更高。快速检测技术是一项经济、高效的检测技术,在食品安全抽查中既能有效提高检测速度、保证检测质量,也能缩减政府抽查中的检测成本,同时更能保障食品企业自身的品牌效益。因此本文将对食品安全快速检测技术进行分析,探讨该技术在食品安全检测中的应用,促进食品检测行业的健康、快速发展。     

分子印迹荧光纸基传感器食品安全可视化快检技术研究现状

食品安全问题随着食品种类的丰富一直备受全社会的高度重视。传统的食品安全检测方法耗时长、操作专业性强, 从而制约了现场应用。而分子印迹聚合物结合比率型荧光传感技术所构建的纸基传感器, 因其快速即时、低成本、高准确度且便携化的特点, 在食品安全的检测领域逐渐成为研究重点, 展示出巨大的发展潜力。本文概括了分子印迹技术以及印迹聚合物的制备方法, 重点对分子印迹比率型荧光纸基传感器在食品安全可视化快检技术领域中的应用进展进行归纳, 特别提出纸基纤维素材料功能化技术及其在快检中的应用, 改善其非特异性性能并提高检测灵敏度, 最后提出了食品安全快检技术领域亟待解决的困难和问题, 并对快检技术在食品安全分析检测领域的发展方向进行了展望, 以期为分子印迹荧光纸基传感器的应用扩展提供依据。     

二维纳米材料基电化学传感器在检测谷物及其制品中赭曲霉毒素A的应用进展

赭曲霉毒素A (ochratoxin A, OTA)是一种丝状真菌毒素,具有致畸、致癌、致突变等危害。它容易在谷物中存在,并通过食物链对人体造成危害。因此,开发快速、灵敏的OTA检测技术对于食品安全控制具有重要意义。电化学传感器具有灵敏度高、响应速度快和稳定性好等优点,因此在OTA的检测中得到广泛应用。此外,二维纳米材料具有较大的比表面积、良好的导电性和易于修饰等优点,可用于构建性能优异的电化学传感器。因此,本文综述了石墨烯(graphene, GR)、二硫化钼(molybdenum disulfide, MoS2)、黑磷(black phosphorus,BP)等二维纳米材料的特性、制备方法及其区别,重点阐述了二维纳米材料基电化学传感器在检测谷物及其制品中OTA的优势,以及复合材料中二维纳米材料的作用,为进一步拓展二维纳米材料基电化学传感器在谷物及其制品中OTA检测应用方面提供新思路。     

粮食污染物的快速检测技术研究进展

我国粮食安全的主要污染物包括真菌毒素、重金属和农药残留, 每年由此损失的粮食达几千万吨。为保障人民群众“舌尖上的安全”, 满足我国粮食收购、监管的实际需求, 建立和发展检测粮食中有毒有害物质的有效快速检测技术非常必要。本文系统地介绍了国内外粮食污染物的主要快速检测技术, 包括免疫检测技术、电化学分析方法、X-射线荧光光谱技术、酶抑制法和表面增强拉曼光谱法等。通过对这些快检方法应用及优缺点分析, 以期能为我国粮食污染物的有效监管及检测技术的发展方向提供有价值的参考。     

食品过敏原生物传感检测技术研究进展

食品过敏原已成为全球性的食品安全隐患.应对食品过敏反应最直接、有效的方法就是避免食用和接触各种含有致敏成分的食品.因此,快速和灵敏地检测食品中过敏原对预防和控制食品过敏反应是十分重要的.食品过敏原检测主要可以分为基于核酸和蛋白质的两大类检测技术.与基于聚合酶链式反应技术、液相色谱-串联质谱法的传统检测手段相比,生物传感...     

基于石墨烯的电化学传感器在食品安全检测中的应用

作为碳家族的新成员,石墨烯自从其发现就吸引了科研工作者的关注。石墨烯的广泛应用得益于其独特的物理化学性能。电化学传感器作为一种新的检测工具,具有制备简单、响应速度快、灵敏度高及成本低等优点,广泛应用于食品安全领域。本文介绍了石墨烯的特性和合成方法,并分四类介绍了基于石墨烯材料的电化学传感器在食品安全检测方面的应用,对石墨烯在电化学传感器领域的发展方向和应用前景进行了展望。     

核酸适配体生物传感器用于内分泌干扰物快速检测研究进展

内分泌干扰物是一种外源性化学物质, 食物是人体摄入这些化学物的主要来源,当人体摄入受到环境或食物接触材料污染的食物,其中的内分泌干扰化学物很容易进入人体并蓄积,能在不同程度上干扰内源性激素系统, 导致不良健康影响 。因此对其进行便捷、高效、灵敏、快速检测尤为必要。目前常通过气相色谱法及其他仪器方法对其进行检测, 然而这些方法耗时费力且成本高昂, 难以满足现场快速检测的要求。适配体是通过体外指数富集的的配基系统进化技术(systematic evolution of ligands by exponential enrichment, SELEX) 策略系统筛选出的单链寡核苷酸分子, 具有易合成、易修饰、性质稳定、特异性好和亲和常数高等优势, 已广泛应用于生物传感检测方法的构建。基于适配体识别的电化学或光学的内分泌干扰物快速检测方法具有使用简便、响应快速、便于现场筛查使用的优势, 可以与实验室精准检测技术优势互补, 具有重要的研究和应用意义。本文综述了近年来基于适配体识别构建的电化学、光学传感器在对水样、食品、塑料制品、生物样本中 内分泌干扰物快速检测的研究进展, 总结了该领域面临的挑战和发展方向 , 为适配体传感检测技术在内分泌干扰物识别深入研究提供参考。     

基于核酸适配体建立的小分子危害物检测技术研究进展

食品中小分子危害物污染是重要的食品安全问题之一,加强其污染水平监测十分必要,通常采用的仪器法和免疫分析法均无法实现对其的快速简便检测。核酸适配体作为抗体的替代分子,有制备周期短、易改造、亲和力高等优点,在食品中小分子危害物监测领域有着十分广阔的应用前景。目前基于核酸适配体建立的快速检测食品中小分子危害物的方法主要包括纳米金/荧光比色法、电化学传感法、酶联适配体法、时间分辨荧光法、荧光偏振荧光法、荧光共振能量转移法。本文综述了上述各方法的研究进展,并列出了各方法的优缺点,可作为实际检测中选择最合适方法的参考。     

基于适配体生物传感器检测黄曲霉毒素B1的研究进展

随着生活水平的提高, 人们对生命健康格外注重, 而由生物毒素引起的食物中毒的悲剧却频繁发生, 因此得到了社会的广泛关注。简便快速、特异性高、易携式的生物毒素检测仪器成为研究人员研究的热点。适配体(aptamer)作为一种新型识别分子, 具有亲和力高、稳定性强、制备成本低、特异性强等明显优势, 已成功应用于食品中有害物质的识别检测。随着色谱技术、免疫化学以及光、电等领域的不断发展, 将适配体与靶物质的特异性识别结合过程转换为易于检测的物理化学信号, 能够实现灵敏度高、微型化、高通量和现场检测的快速分析。本文主要从试纸条法、荧光、电化学传感器等方面以黄曲霉毒素B1(aflatoxin B1, AFB1)为靶标的适配体在食品安全检测分析中的应用进行了综述, 以期为进一步研究提供参考。     

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。     

石墨烯复合材料在电化学检测食品中亚硝酸盐的研究进展

亚硝酸盐是一种常见的食品添加剂,过量的亚硝酸盐可与人体内的氨基化合物反应形成强致癌物亚硝胺化合物,因此对亚硝酸盐的检测极其必要。与其他传统检测方法相比,电化学法具有仪器简单、操作方便、分析快速和灵敏度高等优点。石墨烯具有电化学窗口宽、电化学稳定性好、电催化活性高和电子转移速率快等电化学特性,故石墨烯及其复合材料是用于检测亚硝酸盐电化学传感器的理想电极修饰材料。石墨烯与其他功能材料复合能进一步改善其可分散与可加工性能,提高修饰电极的电催化活性和检测选择性。本文综述了纳米金属粒子/石墨烯、金属复合物/石墨烯、纳米金属氧化物粒子/石墨烯、高分子纳米材料/石墨烯、非金属纳米材料/石墨烯等复合石墨烯材料修饰电极在电化学法检测亚硝酸盐方面的研究进展,并重点阐述了相关设计思路与电极反应机理,深入分析比较了不同复合材料修饰电化学传感器的检测效果,从而说明采用基于石墨烯复合材料修饰电极电化学检测亚硝酸盐更具优势。最后讨论了石墨烯复合材料修饰电极的不足,展望了其在食品中亚硝酸盐检测的应用前景和未来发展方向。