基于纳米材料的可视化比色检测技术在食源性致病菌检测中的应用研究进展

食源性致病菌是一类以食物为载体,引起人体急、慢性中毒,给人们的生命健康带来损害的致病性细菌。传统的食源性致病菌检测方法通常耗时费力且价格昂贵。基于纳米材料的可视化比色检测技术灵敏度高、特异性强、操作简单、快速可靠,引起了人们的广泛关注。一些纳米材料具有类似过氧化物酶的活性,在其表面性质发生改变后会发生相应的颜色变化,还有一些自身色彩明艳的纳米材料,可通过特异性结合在食源性致病菌的表面实现比色信号的放大。该文综述了近几年基于纳米材料的可视化比色检测技术在食源性致病菌中的应用及这些可视化比色检测技术的优缺点,以期对新的可视化比色检测技术的构建和开发提供参考。     

基于贵金属纳米酶的比色传感技术在食品安全检测中的应用

纳米酶是一类具有生物催化功能的纳米材料,其中贵金属纳米酶具有独特高表面积、电子磁性和光学性质的优势,还具有与蛋白质和寡核苷酸结合的能力,广泛应用于食品安全检测;比色传感技术具有简单、低成本和可视化等优势。基于贵金属纳米酶结合比色传感技术,已经成为研究热点。本文综述了国内外基于贵金属纳米酶的比色传感技术在食品安全检测中的应用,重点阐述了贵金属纳米粒子传感器、贵金属结合非贵金属粒子传感器、贵金属结合有机材料传感器以及特殊贵金属材料传感器的特点及应用,并对未来发展前景提出展望和建议,以期为开发简单、高效、低成本的食品安全比色传感快速检测方法提供参考。     

免疫竞争比色传感用于测定小麦中呕吐毒素的方法研究

目的 基于磁分离竞争免疫和酶催化比色传感技术建立一种呕吐毒素快速检测方法。方法 将抗体对呕吐毒素的特异性识别与辣根过氧化物酶催化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺/双氧水的比色反应相结合,考察了酶催化显色反应的可行性和线性范围,优化了反应温度和反应时间。呕吐毒素检测过程集成自动化反应装置和高通量终端检测设备,以DON抗体功能化的磁性微粒为固相载体,优化了磁珠用量、酶标抗原浓度和免疫亲和反应时间。结果 呕吐毒素在0~1750ng/mL浓度范围内与催化反应产物的吸光度呈良好的线性关系,线性相关系数为0.98。以该方法对小麦基质进行加标回收,回收率在81.3%~90.3%之间,相对标准偏差小于2.1%,检测结果经液相色谱-质谱联用法验证相关性良好。结论 本方法具有较高的灵敏度和准确度,且自动化程度较高、操作较为便捷,有潜力应用于粮食样品中呕吐毒素的现场检测。     

基于核酸适配体的纳米金比色法快速检测肠炎沙门氏菌

该文以肠炎沙门氏菌为研究对象,开发基于核酸适配体的纳米金可视化检测方法。通过优化体系内适配体浓度,研究纳米金-适配体体系的肠炎沙门氏菌检测限、特异性及适用温度;同时以人工污染样品为例,评价纳米金-适配体的加标回收率。结果显示：该方法可以特异性检测肠炎沙门氏菌,对其他食源性致病菌无特异反应。通过条件优化,在适配体浓度200 nmol/L 下,肠炎沙门氏菌的最低检测限为9.3×101 CFU/mL,其线性范围为103～107 CFU/mL,线性方程为y=0.187 8x-0.146（R2=0.991 3）。检测人工污染样品的加标回收率为93.68%～117.89%。利用核酸适配体纳米金比色法进行肠炎沙门氏菌的检测操作简便、结果可视;通过调整核酸适配体可进行其他致病菌的检测,具有良好的推广意义。     

pH响应比色酶联免疫吸附法检测牛奶中猪霍乱沙门氏菌

人类常常因误食被猪霍乱沙门氏菌感染的食物而引发中毒。因此,急需构建适用于快速、灵敏检测食物中猪霍乱沙门氏菌污染的新方法。鉴于此,本文构建了一种pH响应比色酶联免疫吸附法灵敏检测牛奶中猪霍乱沙门氏菌。该方法利用葡萄糖氧化酶催化底物葡萄糖产生葡萄糖酸,导致溶液pH下降,进而引发溴甲酚紫（Bromocresol purple,BCP）溶液颜色由紫色变成亮黄色,随后通过记录BCP颜色变化（OD₄₃₀/OD₅₉₀）实现目标菌的定量检测。当菌浓度为2.54×10³~6.17×10⁵ CFU/mL,该方法定量检测猪霍乱沙门氏菌可用方程一表述：y₁=0.1051ln （x）+0.7024（R²=0.7513）;当菌浓度为6.17×10⁵~1.67×10⁷ CFU/mL,该方法定量检测猪霍乱沙门氏菌可用方程二表述：y₂=1.3216ln （x）-15.797（R²=0.9711）;当菌浓度大于1.67×10⁷ CFU/mL时,BCP溶液呈现明显亮黄色,OD₄₃₀/OD₅₉₀值趋于稳定,无法实现猪霍乱沙门氏菌定量检测。将六个不同浓度的猪霍乱沙门氏菌（2.5×10³~5.6×10⁶ CFU/mL）加标至牛奶中,检测结果显示回收率介于72.16%~103.58%,相对标准偏差介于7.54%~15.30%。总之,本研究所构建的比色ELISA方法适用于牛奶中不同浓度的猪霍乱沙门氏菌快速、灵敏定量检测。     

猪肉中沙门氏菌的PCR检测

选用合适的引物,利用PCR快速扩增反应检测猪肉中的沙门氏菌.根据沙门氏菌的Fimy基因设计一对引物,对不同血清型的沙门氏菌和非沙门氏菌进行PCR检测,沙门氏菌均能检测出特异条带,而非沙门氏菌无一能检测出特异条带.将沙门氏菌和非沙门氏菌混合培养,对混合培养物提取DNA模板进行检测,结果呈阳性,而不含沙门氏菌的混合培养物则没有特异条带;对模板进行梯度稀释后PCR扩增检测,当DNA含量只有0.045 ng/μL时仍能扩增出条带,将菌液进行梯度稀释后提取DNA模板,沙门氏菌含量在102cfu/mL时能被检测出来.     

基于上转换荧光标记和磁分离技术的沙门氏菌DNA检测新方法

利用水热法制备NaYF4:Yb3+Er3+荧光纳米颗粒,表面氨基化修饰后与探针核酸单链共价偶联,形成荧光标记显示探针。再将氨基化的Fe3O4磁性纳米颗粒与捕获核酸单链进行共价偶联,制备磁分离捕获探针。基于DNA杂交互补反应,加入体系中的目标DNA链分别与两端互补的荧光显示探针和磁分离捕获探针形成三明治夹心结构,通过外加磁场收集分离。加入的目标DNA链浓度越大,体系荧光强度越大。结果表明,复合结构的荧光强度与目标DNA链浓度成正比,在0.01~10 pmol/L范围内呈现良好的线性关系,最低检测限达3 fmol/L。     

基于适配体的沙门氏菌检测方法研究进展

沙门氏菌(Salmonella)是重要的食源性致病菌,能引起人和动物中毒并引起多种严重的疾病,对人类健康造成了巨大危害,因此建立简单高效的检测方法是预防和控制沙门氏菌疾病的关键。适配体(aptamer)是通过指数富集配体的系统进化技术(systematic evolution of ligands by exponential enrichment, SELEX)从构建的随机文库中筛选得到一段对靶标物质具有高度亲和力和特异性的寡核苷酸序列,多种食品致病菌的适配体已被成功筛选并广泛应用于食品中致病菌的检测。本文对当前沙门氏菌检测技术进行简单论述,重点介绍了基于适配体的沙门氏菌检测方法,对各种方法的优势和缺点进行了比较和总结,并论述了适配体的发展及应用。     

PCR技术在食品沙门氏菌检测中的应用

介绍了PCR技术的原理及其在食品沙门氏菌检测中的应用,同时提出了尚存在的问题,并对其应用前景作了展望。     

沙门氏菌快速检测板在食品检测中的应用研究

目的研究沙门氏菌快速检测板在食品检测中的应用。方法以标准菌株为测试样本,参照GB4789.4-2010验证沙门氏菌快速检测板的灵敏度、特异性、假阳性率、假阴性率、准确度,同时利用卡方检验分析阳性率显著性差异。结果沙门氏菌快速检测板最低检测限能达到10~0 CFU/m L,灵敏度为100%,不存在假阴性,特异性为92%,假阳性率为8%,准确度为95%,显著性差异卡方值卡Χ~2为0.5,均达到定性方法验证的相关指标。结论沙门氏菌检测板技术方法具有快速准确、灵敏度高、操作简单的特点,可以作为一种快速筛查方法广泛运用在食品安全微生物检测领域。     

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。     

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。     

Emerging functional nanomaterials for the detection of food contaminants

Along with the progress in nanoscience, a variety of advanced functional nanomaterials were constructed to develop effective and innovative analytical techniques for food safety surveillance. In this review, we summarized the advanced analytical methods that have been developed based upon advanced functional nanomaterials, including plasmonic nanomaterial-based colorimetric methods, fluorescent nanomaterial-based fluorescent methods, advanced functional material-based molecular imprinting technology, advanced functional material-based chromatographic methods, plasmonic nanomaterial-based surface enhanced Raman scattering technology, and advanced functional material-based electrochemical methods. This review provides a progressive roadmap for further development of portable, rapid, and in situ detection technology to promote food safety surveillance from bench to market and eventually reduce the gap between research in the laboratory and industrial applications.     

MoS2纳米材料在食品检测中的研究进展

二硫化钼(MoS_2)纳米材料典型的"三层夹心"片层结构,使其具有特殊的物理、化学、光学、电学特性,也为其在食品检测中的应用奠定了基础。本文首先简单介绍了二硫化钼的不同制备方法,包括机械剥离法、液相剥离法等,化学气相沉积法和水热法,并对制备方法的优缺点和应用领域进行比较,然后综述了基于MoS_2纳米材料的检测方法在食品检测领域的研究现状,主要包括比色法、荧光法、电化学传感器、光纤传感器和基于场效应晶体管的传感器等新型检测方法,简单述评MoS_2的性能在检测中的应用,以及检测方法的特点、原理和应用,最后对展望了基于MoS_2的检测技术在食品检测中的发展前景,以及可能面临的挑战。     

基于金纳米粒子的比色法在食品安全检测中的应用

金纳米粒子(gold nanoparticle, AuNPs)是一种有着良好的光学性质,具有类似天然酶活性的纳米材料,通过改变AuNPs的尺寸、形貌,进行表面修饰,优化局部环境以及改变催化条件等手段,可以改变AuNPs聚集状态,吸收峰发生变化,从而引起溶液颜色发生改变;也可以改变AuNPs的类酶活性,促进有机底物发生颜色变化,提高方法的灵敏度。基于AuNPs的比色法以其操作简便、特异性识别能力高、可视性强、灵敏度高、检测成本低等优点在食品快速检测中有着很大的优势,尤其是近年来随着纳米技术的快速发展,此方法成为食品安全检测领域的研究热点。本文介绍了AuNPs的制备方法,总结了基于AuNPs的比色法的显色机制,重点介绍了近年来此方法在食品安全检测中的最新应用进展,主要包括金属离子、农兽药残留、真菌毒素、微生物等检测方法的最新研究成果,对两种显色机制的基于AuNPs的比色法在食品安全检测中的应用进行了对比,就目前存在的问题提出建议,对未来发展前景作了简要展望,以期将此方法更好的应用于食品快速检测及现场风险筛查,及时、快速、有效地从源头确保食品安全。     

基于纳米材料的表面分子印迹技术在食品安全检测中的应用

近年来,基于分子印迹仿生识别技术的基础和应用研究层出不穷,并取得了瞩目的研究进展。分子印迹聚合物作为一种特异性高、稳定性强的仿生识别材料,在食品复杂基质净化、痕量目标物富集、新型仿生检测方法的开发等方面得到了广泛的应用。尤其是以纳米材料为基础的表面分子印迹识别材料,不仅克服了传统分子印迹材料吸附容量低、识别位点不均匀、传质速率慢等技术缺陷,并将纳米材料的荧光、高灵敏等优良特征与分子印迹专一识别、广泛适用等特征相结合,在食品安全、环境检测等领域得到广泛关注。本文介绍了以纳米材料为基础的表面分子印迹材料在食品安全检测领域的研究成果,详尽解析了各类纳米材料对表面分子印迹聚合物性能的提升情况,以期为纳米材料、表面分子印迹在分析检测领域的进一步深入研究提供理论依据。     

基于碳纳米材料的黄曲霉毒素电化学检测方法研究现状

黄曲霉毒素是已知真菌毒素中毒性最强的一类。与传统检测方法相比,电化学检测方法因仪器简单、易操作、灵敏度高、选择性好、响应快等优点更受研究者青睐。早期黄曲霉毒素电化学检测方法在抗体固定、信号传输等方面存在不足,为此,碳纳米材料在过去几年被广泛应用其中,具有提升电子传输和界面电催化性能、固定生物识别分子等多重作用,大大改进分析性能。该文总结了当前应用在黄曲霉毒素电化学检测上的三类主要碳纳米材料(石墨烯、碳纳米管和碳颗粒)及应用通用模式,将碳纳米材料与贵金属、电活性物质(如离子液体或导电聚合物)、生物识别材料(抗体或适配体)的一种或多种结合沉积到电极上,通过不同电信号响应建立检测方法。该文总结了现有研究的不足并展望了未来的研究方向,旨在为选择合适的碳纳米材料及其应用方式以提升分析性能提供参考。