低场核磁共振技术在食品安全快速检测中的应用

近年来,随着食品安全检测技术的逐步发展,高效快速的检测方法备受推崇。低场核磁共振技术(low field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)因具有快速精确,对样品及操作限制较小且检测成本低等优势,在工业、医药、材料、食品等领域都得到了广泛的应用。本研究对NMR在食品品质分析、食品掺假检测和食品中微生物快速检测方面的应用进行了综述,以期为其在食品安全快速检测领域的应用研究提供参考。     

表面增强拉曼光谱技术在食品安全检测中的最新研究进展

食品种类繁多, 食品中存在的污染物问题也越来越复杂。因此, 探究快速、灵敏、简单地检测食品中痕量污染物的检测技术对保障食品安全具有重要的意义, 也是食品安全中非常重要的一环。近几十年来, 表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS)检测技术凭借其检测快速、无损、灵敏度高等优点, 已成为食品安全检测的可靠工具。目前缺乏近几年关于SERS检测技术最新研究进展的概述。因此, 本文简要综述了SERS的增强机制、增强底物及其检测技术; 总结了近3年来关于表面增强拉曼光谱在食品安全检测方面的实际应用。为了更好地将SERS检测技术应用于今后食品安全的常规检测中, 应研发更加低成本的技术, 更简单的操作方法, 开发新的SERS增强底物, 将SERS检测与其他检测方法更好的结合。     

基于锌基金属有机框架的传感薄膜用于猪肉腐败变质的快速检测

摘 要: 目的 构建一种快速判定肉类腐败变质状态的荧光传感器。方法 采用溶剂热法合成锌基金属有机框架(zinc-based metal-organic framework, Zn-MOF), 并采用场发射扫描透射电子显微镜对其进行表征。以原料为聚丙烯腈纤维薄膜作为底材, 通过真空抽滤将合成的Zn-MOF固定于底材上形成Zn-MOF薄膜,。通过Zn-MOF与腐败食品中的氨配位结合作用可实现对氨的实时捕获,构建了基于Zn-MOF薄膜的肉类腐败变质荧光快速检测方法。结果 对响应时间和Zn-MOF浓度进行优化后, 使用质量浓度为1.250 mg/mL的Zn-MOF溶液制备薄膜效果最佳。该荧光传感器响应速度<1 min, 在17.63-74.92 mg/m3范围内与Zn-MOF薄膜的荧光强度呈良好的线性关系, 相关系数为0.9916, 检出限为2.470 mg/m3。在猪肉腐败的检测应用中, 随着储存时间的增加, 薄膜的荧光增强, 且与4℃下相比, 储存于25℃下的猪肉的薄膜的荧光强度更强。结论 该传感薄膜可用于猪肉的腐败变质检测, 为现场、快速、灵敏的食品质量评价提供了一种低成本的实用策略。     

金纳米粒子-DNA折纸组装体的构建及对17β-雌二醇的检测

目的 为实现DNA折纸上金纳米粒子的高效组装和雌二醇的可视化检测,本研究将正丁醇法和“一步退火”法结合用于金纳米粒子快速修饰和在DNA折纸上高效组装,并将DNA折纸与适配体和金纳米粒子结合用AFM可视化检测雌二醇。方法 巯基修饰的DNA与金纳米粒子混合物与正丁醇接触,快速除去水分, 通过Au-S键共价结合形成致密的球形核酸。引入一种自下而上可编程DNA自组装的方法-DNA折纸术(DNA Origami), 利用其精确的定位功能, 将DNA折纸单链和球形核酸混合, 一步退火形成DNA折纸-金纳米粒子组装体结构。进一步将DNA折纸与适配体结合, 金纳米粒子作为信号探针, 利用原子力显微镜(Atomic Force Microscope, AFM) 进行17β-雌二醇(E2)的可视化检测。结果 通过加盐实验和电位表征, 表明正丁醇法能够在几秒内完成金纳米粒子的表面功能化, 节省了实验时间; 通过AFM表征, 表明“一步退火”可以实现金纳米粒子在DNA折纸上的高效组装, 并且“一步退火”的组装效果远远好于“二步退火”。生物传感器可以通过AFM直观地检测50 ng/mL的E2。结论 在本研究中,利用正丁醇法合成的球形核酸经过一步退火实现了在DNA折纸上的高效组装,其次,提出了基于DNA折纸可视化检测E2的纳米生物传感新方法。     

上转换发光免疫层析法快速检测牛奶中雌二醇

建立定量快速检测雌二醇(E2)的上转换免疫层析技术。以上转换发光材料(UCP)为新型标记物,采用戊二醛法偶联单克隆抗体(m Ab),制备UPT-m Ab复合物,并以其作为探针,基于小分子竞争结合,建立免疫层析试纸条方法,并对试纸条性能进行评价。方法特异性强,稳定性好,灵敏度高,最低检出限低至2.75 ng/m L,线性范围为5 ng/m L~2 000 ng/m L,回收率88.88%~103.5%,变异系数CV10%。成功构建了上转换免疫层析法用于检测雌二醇,适用于现场快速检测,具有良好的经济价值和应用前景。     

基于表面增强拉曼光谱适配体传感器检测植物蛋白肉中的黄曲霉毒素B1

目的 随着生活水平的提高,经济社会的发展,面对丰富多样的食品种类,保证饮食安全已成为民众关注的重点。然而,食品中的黄曲霉毒素B1（Aflatoxin B1,AFB1）的存在对人类健康构成了极大的威胁。因此,开发一种快速、简单、灵敏的AFB1检测方法,对食品安全十分必要和迫切。方法 研发了一种检测AFB1的表面增强拉曼散射(surface enhancement of Raman scattering, SERS)适配体传感器,传感器由巯基适配体（SH-DNA）修饰的金包四氧化三铁磁性纳米粒子（Fe3O4@AuMNPs）作为捕获底物与巯基适配体互补链（SH-cDNA）修饰的金包二氧化硅纳米粒子（SiO2@Au-MBANPS）作为信号探针所组成。通过适配体与AFB1的特异性结合可以导致捕获底物释放信号探针,SERS信号强度随着AFB1的浓度的变化而发生变化,从而实现对AFB1的检测。结果 通过实验条件的优化,得到线性回归方程为Y= -222.07lgX+ 5723.12,r2= 0.9986的标准曲线,检出限为0.37 pg/mL。该SERS传感器成功应用于实际样品中AFB1的分析,得到回收率为98% ~ 110%,相对标准偏差值为3.9% ~ 5.7%。结论 本研究建立的SERS适配体传感系统可以实现对AFB1的定量检测,可以清楚识别AFB1与其他毒素的SERS信号强度差别,为AFB1的快速检测提供了新的检测方法,在实际样品植物蛋白肉中表现出优异的检测性能。     

食品腐败相关气体检测研究进展

食品在贮藏、运输和销售等环节中由于本身的酶促反应以及微生物的污染,容易发生腐败变质,不仅降低了食品的营养价值,而且其产生的腐败微生物及毒素等多种有毒有害物质也会对食品安全造成严重威胁,因此食品腐败检测对于降低食品安全风险具有重要意义。而食品腐败检测因其方法技术的限制,目前仍是食品安全领域极具挑战性的难题之一。检测食品腐败过程中产生的特征气体的技术方法具有便捷、高效、无损等优点,因此成为了当前食品腐败检测研究领域的热点。本文将对气体检测在食品腐败检测中的最新进展进行综述,对比色法、荧光、电子鼻以及电化学传感方法进行分类总结,重点阐述纳米材料传感在气体检测中的应用,及其与物联网、机器学习相结合的辅助分析方法,展望了气体检测在食品腐败检测行业中的发展趋势和即将面临的挑战,为食品腐败检测中气体检测的研究提供参考和启发。     

磁控双色上转换荧光适配体传感器同时检测玉米和燕麦粉中的赭曲霉毒素A与玉米赤霉烯酮

目的 建立上转换荧光法同时检测食品中赭曲霉毒素A（ochratoxin A,OTA）与玉米赤霉烯酮（zearalenone,ZEN）的含量 方法 利用溶剂热法合成了两种油酸封端的核壳型上转换纳米材料,通过表面改性法和戊二醛法制备了表面分别偶联OTA、ZEN适配体的核壳型上转换荧光探针。同时制备了表面原位生长四氧化三铁纳米颗粒的二硫化钼纳米片,作为淬灭剂。OTA、ZEN和适配体特异性结合后,通过磁分离后检测溶液的荧光强度值,从而实现OTA和ZEN浓度的检测。结果 该方法在最佳检测条件下,OTA与ZEN的浓度在0.05~500.00 ng/mL的线性检测范围内,与两种上转换荧光探针的荧光强度的对数值呈良好的线性关系,相关系数分别为0.9949和0.9972,对OTA的检测限为3.97×10-2 ng/mL,对ZEN的检测限为3.11×10-2 ng/mL,应用于玉米粉和燕麦粉中OTA和ZEN的检测,加标回收率为91.7%~109.4%。结论 该方法成功检测灵敏度较高,并具有较好的特异性,可用于食品中OTA和ZEN的高灵敏检测。     

磁分散固相萃取-酶联免疫吸附法检测金黄色葡萄球菌肠毒素A

目的 以金黄色葡萄球菌肠毒素A（staphylococcal enterotoxin A,SEA）为代表,设计并合成一种适配体修饰功能化磁性材料,与酶联免疫吸附(enzyme linked immunosorbent assay, ELISA)检测技术相结合,进一步提高检测方法灵敏度。方法 样品经SEA适配体修饰磁性微球富集后,结合SEA的ELISA试剂盒检测样品中SEA含量,建立SEA检测的磁分散固相萃取-酶联免疫吸附新方法。结果 与仅采用ELISA试剂盒测定SEA的方法相比,检测方法的灵敏度可提高10倍,检测方法的线性范围为0.01~0.81 μg/L,同时检测方法具有良好的特异性。将建立的检测方法用于牛奶中SEA的检测,回收率在84.45%~114.45%。结论 本方法操作简单、特异性强、灵敏度高,同时具有广泛的适用性,可通过特定适配体修饰磁性微球实现不同目标物的检测,同时适配体修饰功能化磁性材料也可与其他检测技术联用,提高检测的灵敏度。     

悬浮芯片技术在食品安全检测方面应用进展

食品安全是重要的民生问题,如何保障食品安全,守护"舌尖上的中国"一直是国家和人民关注的焦点问题。悬浮芯片技术是唯一被美国食品药品管理局(Food and Drug Administration, FDA)批准的生物芯片技术,具有准确、灵敏、高通量等优点,可以满足食品安全部门监管,食品行业自检需求,被越来越多的研究者应用于食品安全方面的检测。因此了解该技术的发展及应用对研究者有重要意义。本文主要对悬浮芯片技术的原理及组成、在食品安全检测中的应用进行了概述,阐述了近5年该技术在检测食源性微生物、农兽药残留、转基因食品和过敏原方面的应用,并对悬浮芯片技术进一步发展方向进行展望。