基于金银纳米材料光学传感器的构建及其在食品安全快速检测中的应用
比色,食源性,1金银纳米材料以及金-银复合纳米材料的制备,2基于金银纳米材料光学传感器的构建,3在食品安全快速检测中的应用,1光学传感器在农药残留检测中的应用,2光学传感器在重金属检测中的应用,3
平 艺,刘广洋,张耀伟,戚晨雨,吕 军,徐东辉*(1.东北农业大学园艺园林学院,黑龙江哈尔滨 150030;2.中国农业科学院蔬菜花卉研究所,北京 100081)
随着工业化进程的不断推进,大量污染物通过食品摄入对人类健康造成威胁,因此食品安全问题越来越引起人们的重视。常见的食品安全问题有化学污染、微生物污染和物理污染等。化学污染物有农药、重金属、兽药等,微生物污染物主要有食源性病菌、毒素等[1]。目前,食品安全检测方法仍以传统的色谱、光谱检测为主,如农药常用的检测技术包括液相色谱法、气相色谱法、色谱质谱联用技术等[2];重金属检测方法有电感耦合等离子体质谱法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法等[3]。传统检测方法目前使用较为广泛,但存在操作方法烦琐、预处理要求高、成本较高、耗时较长等缺点。为了解决这一问题,有必要开发易操作、灵敏度高、检测快速、特异性强和经济高效的检测方法[4]。
光学传感器是近些年发展起来的新兴检测技术,可对目标物进行快速、灵敏、特异性识别。目前光学传感器已经与纳米材料科学、医学、农学、生物学等相互渗透和交叉[5]。金银纳米材料因其具有高催化活性、良好的生物相容性和化学稳定性而被广泛应用于催化、燃料电池和生物医学等领域。由于金银纳米材料制备成本较高,合理设计金银纳米材料的结构、形态、尺寸、成分等物理参数,是有效获得特定性能、实现金银纳米材料应用的关键。随着纳米技术与生物学的结合,金银纳米材料已被应用于各种不同的传感器上,其中光学传感器是目前最具前景和适应性的研究技术,已被应用于环境检测、生物诊断、食品安全检测等领域[6]。
本文主要对近些年来金银纳米材料和金-银复合纳米材料的制备方法,以及基于金银纳米材料的光学传感器的构建原理和策略进行了概述,并基于光学传感器响应速度快、灵敏度高、特异性强等优点,重点阐述了其在快速检测农药残留、重金属残留、兽药残留、食源性病菌残留中的应用,并分析了光学传感器存在的问题和发展趋势,以期为光学传感器在未来食品安全检测中提供一个新的思路和理论依据。
1 金银纳米材料以及金-银复合纳米材料的制备
金银纳米材料具有优异的化学稳定性(耐腐蚀性和高温抗氧化性)、高导电性、良好的生物相容性,被广泛应用于电子、催化、医疗诊断等领域[7]。由于人们对金银纳米材料需求的不断增长,目前已发展出多种高效的制备方法,包括物理(机械球磨法)、化学(化学还原法)和生物方法(微生物和植物介导法)[8]。
化学法一般指化学还原法。化学还原法是指通过氧化还原反应 ......
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