纳米金颗粒在食品安全检测领域的应用简述

来源：广州宏武材料科技有限公司 纳米金颗粒生产商    发布时间：2018-02-23浏览量：次

      纳米材料是指三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。纳米金是纳米材料的一种，为金的纳米级颗粒，直径一般在1-100 nm之间。

      纳米金具有非常特殊的光学性质，主要表现在对光的吸收和散射两方面。当其吸收光时，一方面可以使纳米金将光能高效的转换为热能，另一方面也会根据纳米金粒径、形状的不同而产生不同的颜色变化。而当其发生光散射时，不仅会发生等离子体共振散射，还能增强拉曼散射的信号强度。此外，纳米金与其他荧光物质作用时表现出荧光增强和荧光淬灭两种不同的效应，其荧光寿命极短，非常适合对一些特异性物质进行检测。除了光学性质，纳米金还具有比表面积大，表面易修饰，生物相容性好，催化活性高等诸多优秀的物化性质。

      纳米金颗粒在分子检测、光热治疗、肿瘤诊断以及绿色催化等诸多领域都发挥着重要的作用，下面我主要就其在食品安全检测领域作详细综述。

1、农药残留的检测
      目前，全世界每年要生产上百万吨的化学农药，有千余种人工合成的化合物被用于农业生产，由此引发的农药污染问题无时无刻不在威胁着人类的健康。而采用一般的气液相色谱分析法不仅检测过程繁琐、耗时，而且检测结果也不够精确。利用纳米金作为免疫标记物检测沙门氏菌的表面抗原，很好的解决了上述问题。该方法到目前为止已经达到实用化阶段，比如克百威农残速测试纸条等。

      用来检测残留除草剂莠去津的免疫层析试纸条就是以纳米金粒子作为免疫标记物，利用纳米金粒子团聚引起颜色的变化来检测残留莠去津，能够很大程度的提高检测灵敏度，其检出限可达到1.0 μg/mL。 

      使用纳米金比色探针对以甲胺磷为代表的有机磷农药进行了可视化检测，其原理是硫代乙酰胆碱被乙酰胆碱酯酶催化生成的硫代乙酰胆碱能够与纳米金结合，引起纳米金粒子团聚，使溶液颜色由酒红色变为蓝色，而有机磷农药可以通过抑制乙酰胆碱酯酶的活性从而起到控制纳米金溶液颜色变化的作用，通过颜色的变化就可以知道有机磷农药的含量。通过实验，发现该方法的检测灵敏度达到1.40ng/mL。

      随着科学技术的进步，利用纳米金检测农药残留的方法和技术也在不断改善和发展，相信在不久以后，农药残留的检测一定会变得快速，方便并且准确。

2、兽药残留的检测
      兽药残留不仅仅是我们所理解的原药残留物，它其实也包括了药物在机体中反应所产生的代谢产物。兽药残留危害极大，一般不会立刻致病，但长期食用含有残留兽药的肉制品会使残留物在体内积累，最终导致过敏等一系列毒性反应。因此，找到一种快速、灵敏、简单的兽药残留检测方法是人们所迫切需要的。
      用纳米金免疫技术首次同时对猪肉组织中的卡那霉素和妥布霉素进行了检测，该方法对猪肉组织中卡那霉素和妥布霉素总量的检测限达到了50 μg/kg，检测过程在5~10分钟之间，结果肉眼可辨。该方法检出限低，灵敏度高，检测时间短，因而在对样品的现场快速筛选工作中能够发挥重要作用。

      利用相同的办法对牛肉和猪肉样品中的19-去甲睾酮残留进行了检测，实验结果显示，线性范围在0.03~38 ng/mL之间时，在磷酸盐缓冲液中检测限可达0.52 ng/mL。同样适用于现场快速检测。

      早前报道的利用纳米金比色法成功检测到猪体液中β-兴奋剂的实验，氯金酸会被β-兴奋剂还原为金原子从而形成红色的纳米金溶液，该现象肉眼可辨，检测准确度高，利用该方法，人们便可以通过对尿液、血清等液体样品的检测来检测β-兴奋剂或其它类似物，在体育竞技等方面有着非常好的应用前景。

3、生物毒素的检测
      生物毒素本质为具有毒性的化学物质，其主要由生物机体产生，具有不可自复制性。生物毒素种类繁多，分布广泛，目前人类对生物毒素的认识依然不够充分，对于生物毒素中毒的预防及救治也是一道世界性的难题。找到一种简单、快速、准确的生物毒素检测方法是所有研究者努力的方向。

      以纳米金作为免疫标记探针对体系中黄曲霉毒素B1的含量进行了检测(图3.3)。其方法是先在体系中加入待测抗原、金标抗原和黄曲霉毒素B1抗体，使三者发生竞争免疫反应，然后以银为增强溶液，用纳米金使银沉积，体系中的黄曲霉毒素B1含量利用检测光密度便可确定，其灵敏度达到0.01 ng/mL。随后，他们对这种方法进行了改进，在上述方法的基础上溶出银，然后以发光法检测沉积的银量来确定体系中的黄曲霉毒素B1含量，相比于前一种方法，其灵敏度可达0.002 ng/ml，检测效果更佳。

4、致病微生物的检测
      食品生产是一个非常复杂的过程。在整个过程中任意一环都存在被致病性微生物污染的可能性。包括原料本身就可能携带有致病性微生物、在运输或销售过程中被致病微生物感染等。致病微生物的种类有许多，其中与人们接触最多，对人们威胁最大的主要有：禽流感病毒、沙门氏菌、口蹄疫病毒、金黄色葡萄球菌等。
      以纳米金为免疫标记物的快速检测技术在致病微生物方面的应用比较多，检测的种类也比较广泛。通过纳米金将沙门氏菌的单克隆抗体固定于经乙二胺修饰的玻璃电极上，从而制得一种电容型免疫传感器，利用该传感器可以直接检测沙门氏菌。
      将与要检测的目标序列互补的DNA修饰到纳米金上，利用DNA分子杂交原理，只要样品中存在金黄色葡萄球菌目标序列，与目标序列互补的DNA序列就会与之杂交，而作为载体的纳米金也会互相靠近，使得纳米金之间发生团聚，从而引起纳米金颜色的变化。而目标序列浓度的不同也会使纳米金的颜色呈现出不同的变化。

5、重金属离子的检测
      根据化学上的分类，一般将密度比4.5 g/cm3大的金属就称为重金属。如铜、铅、汞、镍、镉等都属于重金属，而其中对人体危害最大的重金属主要是铅、汞、铬等。

      利用纳米金比色法来检测重金属是目前比较常用，发展也比较成熟的一种方法。相比于荧光、电化学等检测方法，比色法因其所具有的无需复杂仪器测量、结果肉眼可见、适合于实时测定和现场测定的优点，一直是分析化学领域中的热点研究方向。