餐桌上的 “隱形殺手” 無(wú)所遁形！ 這項(xiàng)熒光黑科技讓食品安全檢測(cè)進(jìn)入 “秒讀時(shí)代”
研究背景：餐桌上的 “定時(shí)炸彈”
在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)藥、獸藥的使用雖提高了產(chǎn)量，但殘留的小分子污染物卻成為餐桌上的 “定時(shí)炸彈”。歐盟規(guī)定茶葉中吡蟲啉殘留上限為 50 ng/mL，聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織設(shè)定牛奶中克倫特羅殘留限為 0.05 ng/mL，而伏馬毒素 B1 的每日最大耐受攝入量?jī)H為 2 μg/kg 體重。這些看不見(jiàn)的污染物可通過(guò)食物鏈生物累積，導(dǎo)致肝腎毒性、神經(jīng)損傷甚至癌癥風(fēng)險(xiǎn)。
傳統(tǒng)檢測(cè)方法如高效液相色譜雖準(zhǔn)確，但設(shè)備龐大、操作復(fù)雜，難以在現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)。免疫層析分析法（ICA）雖便捷，卻存在靈敏度低、檢測(cè)范圍窄等缺陷，如同用 “放大鏡” 尋找針，難以滿足實(shí)時(shí)監(jiān)控需求。
研究目的：打造食品安全 “預(yù)警雷達(dá)”
研究人員旨在開(kāi)發(fā)一種能在現(xiàn)場(chǎng)快速、準(zhǔn)確、同時(shí)檢測(cè)多種小分子污染物的 “預(yù)警雷達(dá)” 技術(shù)。該技術(shù)需突破傳統(tǒng) ICA 的局限，實(shí)現(xiàn)高靈敏度、寬范圍檢測(cè)，為食品安全監(jiān)管提供有力工具，讓消費(fèi)者吃得放心。
技術(shù)路線：熒光 “色彩密碼” 破解污染之謎
核心 “武器” 打造
合成紅色熒光納米膜（GTQD@Si）：在氧化石墨烯表面通過(guò)多層量子點(diǎn)和二氧化硅殼層連續(xù)自組裝而成，如同給量子點(diǎn)穿上 “防彈衣”，使其在復(fù)雜環(huán)境中穩(wěn)定且具強(qiáng)熒光。
制備綠色熒光微球（SiDQD@BSA）：作為檢測(cè)線的 “背景板”，提供穩(wěn)定綠色熒光。
檢測(cè) “劇本” 上演
當(dāng)樣品中含目標(biāo)污染物（如伏馬毒素 B1、吡蟲啉、克倫特羅）時(shí)，污染物與紅色熒光納米膜標(biāo)記的抗體結(jié)合，阻止其與檢測(cè)線上的抗原結(jié)合。隨著污染物濃度升高，檢測(cè)線紅色熒光減弱，綠色熒光凸顯，形成從橙紅到綠的顏色梯度。通過(guò)讀取紅（R）綠（G）信號(hào)比值，實(shí)現(xiàn)定量分析。
圖1 （a）帶有 SiO?殼層的膜狀紅色熒光 GTQD@Si 標(biāo)記物的制備流程示意圖；（b）綠色熒光 SiDQD@BSA 納米球的制備流程示意圖；（c）經(jīng)三種不同抗體修飾的 GTQD@Si 的制備流程；（d）FCGICA 用于同步檢測(cè)三種目標(biāo)小分子污染物的原理示意圖；（e）FCGICA 在不同檢測(cè)濃度下的熒光變化示意圖；（f）檢測(cè)結(jié)果為陽(yáng)性和陰性時(shí)檢測(cè)線（T 線）區(qū)域的示意圖。
技術(shù)原理如 “交通燈”：
圖1 展示的技術(shù)原理，如同交通信號(hào)燈系統(tǒng)。紅色熒光納米膜（GTQD@Si）和綠色熒光微球（SiDQD@BSA）在檢測(cè)線 “舞臺(tái)” 上互動(dòng)。無(wú)污染時(shí)，“紅燈”（紅熒光）亮，檢測(cè)線呈橙紅色；污染濃度增加，“紅燈” 漸弱，“綠燈”（綠熒光）漸強(qiáng)，顏色從橙紅→橙→綠變化，直觀反映污染程度。
圖 2（a）在陽(yáng)性和陰性條件下，使用不同膜狀熒光標(biāo)記物進(jìn)行 FCGICA 在檢測(cè)線（T 線）區(qū)域檢測(cè)的原理示意圖。（b）不同吡蟲啉（ICP）濃度下，GQD@Si-FCGICA（I）、GDQD@Si-FCGICA（II）和 GTQD@Si-FCGICA（III）條帶的熒光圖像。（c）三種 FCGICA 檢測(cè)方法對(duì)吡蟲啉檢測(cè)的詳細(xì)熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)。（d）基于三種 FCGICA 檢測(cè)方法中檢測(cè)線熒光強(qiáng)度繪制的吡蟲啉校準(zhǔn)曲線。（e）GQD@Si-FCGICA、GDQD@Si-FCGICA 和 GTQD@Si-FCGICA 的可視化檢測(cè)限（vLOD）、臨界值（cutoff）和檢測(cè)限（LOD）數(shù)據(jù)對(duì)比示意圖。（f）陽(yáng)性（I）和陰性（II）檢測(cè)條件下檢測(cè)線區(qū)域的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像。
顏色變化顯 “真容”
圖 2 顯示，不同層數(shù)量子點(diǎn)負(fù)載的納米膜檢測(cè)吡蟲啉時(shí)，三層量子點(diǎn)負(fù)載的 GTQD@Si 檢測(cè)靈敏度最高，vLOD 達(dá) 0.004 ng/mL，較單層提高 10 倍。圖 4 中，F(xiàn)CGICA 對(duì)三種污染物檢測(cè)范圍達(dá) 5 個(gè)數(shù)量級(jí)（0.001 - 100 ng/mL），ELISA 檢測(cè)限則高 57 - 191 倍，凸顯 FCGICA 優(yōu)勢(shì)。
結(jié)論：讓科技為食品安全護(hù)航
FCGICA 技術(shù)在牛奶、豬肉、河水等實(shí)際樣品中回收率達(dá) 91.6% - 108.4%，CV 值低于 9.68%，展現(xiàn)強(qiáng)大實(shí)用性。其便攜性和快速性，讓食品安全檢測(cè)從實(shí)驗(yàn)室走向農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)、食品加工廠，實(shí)現(xiàn) “從農(nóng)田到餐桌” 全程監(jiān)控。
圖3 FCGICA 在實(shí)際食品樣本中的應(yīng)用。GTQD@Si-FCGICA 在（a）牛奶、（b）豬肉、（c）河水和（d）湖水中的檢測(cè)性能：（I）紫外光下檢測(cè)試紙條的照片，（II）檢測(cè)線（T 線）熒光信號(hào)強(qiáng)度的變化。GTQD@Si-FCGICA 在克倫特羅 / 伏馬毒素 B1 / 吡蟲啉濃度分別為 1/1/1 ng/mL（e）、0.1/0.1/0.1 ng/mL（f）和 0.01/0.01/0.01 ng/mL（g）的尿液樣本中的重現(xiàn)性測(cè)試，展示了五次試驗(yàn)后的熒光圖像。
開(kāi)啟檢測(cè) “智能時(shí)代”
隨著技術(shù)發(fā)展，F(xiàn)CGICA 有望與智能手機(jī) APP 結(jié)合，開(kāi)發(fā)出家用食品安全檢測(cè) “神器”。消費(fèi)者買菜后，只需滴幾滴樣品液，15 分鐘就能用手機(jī)掃碼讀取結(jié)果，讓食品安全看得見(jiàn)、摸得著。這項(xiàng)技術(shù)如同一道堅(jiān)固防線，將小分子污染物擋在餐桌之外。它不僅提升食品安全監(jiān)管效率，更增強(qiáng)消費(fèi)者信心，推動(dòng)食品行業(yè)向更安全、更透明方向發(fā)展，為公眾健康保駕護(hù)航。
食品安全無(wú)小事，F(xiàn)CGICA 技術(shù)以熒光為筆，以科技為紙，書寫著食品安全檢測(cè)的新篇章，讓我們離 “吃得放心” 的目標(biāo)更近一步。
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/agt2.70033
來(lái)源：微生物安全與健康網(wǎng)，作者~楊融。
