納米材料在食品安全檢測領(lǐng)域的應(yīng)用研究進展

包生福

摘 要：隨著我國納米材料技術(shù)的快速發(fā)展，高新技術(shù)帶來的新型納米材料為我國食品安全檢測領(lǐng)域的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。目前，納米材料在食品安全檢測領(lǐng)域應(yīng)用已經(jīng)初步成型，納米材料的應(yīng)用對于食品重金屬、農(nóng)藥殘留、不符合規(guī)定的食品添加劑、生長激素等方面的監(jiān)測技術(shù)也越來越成熟，大眾對納米材料應(yīng)用于食品安全檢測領(lǐng)域的重視程度也在日益提高。本文將從現(xiàn)階段納米材料對于食品安全檢測領(lǐng)域應(yīng)用的實際情況著手，對眼下幾種常見的納米材料進行重點分析，并進一步研究納米材料在食品安全檢測領(lǐng)域發(fā)展的前景，為我國建立一個安全的食品安全環(huán)境。

關(guān)鍵詞：納米材料；食品安全檢測領(lǐng)域；應(yīng)用；發(fā)展

納米技術(shù)從二十世紀八十年代發(fā)展至今所取得的成果數(shù)不勝數(shù)，作為近世紀的一項新興科學(xué)，各國的科學(xué)家自納米技術(shù)誕生以來都積極投身于納米材料的研究，歷年來對于納米材料特性的探究讓納米材料的制備研究已經(jīng)逐漸成熟，其實際應(yīng)用也得到了迅猛的發(fā)展，納米技術(shù)為微電子行業(yè)、物理、化學(xué)、生物等多個領(lǐng)域帶來了前所未有的發(fā)展機會。其食品安全領(lǐng)域的應(yīng)用將直接關(guān)乎到我們的日常生活，隨著生活水平的提高人們對食品安全的關(guān)注度也在逐漸提升，將納米材料檢測技術(shù)應(yīng)用于我國的食品安全檢測領(lǐng)域具有深遠的意義。

一、金納米粒子技術(shù)對食品安全檢測領(lǐng)域的應(yīng)用

（一）金納米粒子技術(shù)的基本特性

金納米粒子技術(shù)作為最先被研發(fā)的納米材料技術(shù)之一其合成方法已經(jīng)較為成熟，在眾多的納米材料中金納米粒子多用于生物檢測、生物傳感器研究、生物標記等方面。現(xiàn)階段的金納米粒子技術(shù)具有分散性好、穩(wěn)定性較強等特點，在幾納米到二十納米的范圍內(nèi)其操作較為簡單，由于其較高的可控性可有效提升金納米粒子與生物的相容性。分散形態(tài)下的金納米粒子顆粒大于平均顆粒的直徑，當金納米粒子發(fā)生聚合時其間距會逐漸變小并且顏色會發(fā)生改變，粒子顏色轉(zhuǎn)變主要是因為金納米粒子表面的等離子產(chǎn)生共振現(xiàn)象所引起，正因為獨特的顏色轉(zhuǎn)變性質(zhì)金納米粒子技術(shù)被廣泛應(yīng)用于生物檢測分析領(lǐng)域。

（二）金納米粒子技術(shù)在食品安全檢測的實際運用

金納米粒子技術(shù)在食品安全檢測領(lǐng)域中主要針對違規(guī)農(nóng)藥、食品添加劑、重金屬、激素等方面的檢測。以美國所研發(fā)的一種便攜式試紙應(yīng)用為例，該種試紙運用金納米粒子技術(shù)改變顏色的特性將金納米粒子以溶液作用的形式在試紙上產(chǎn)生毛細作用，利于金納米粒子在聚集后不可再遷移這一特點，在所檢測試液與金納米粒子發(fā)生序列碰撞之后形成聚合，若金納米粒子與所測對象序列脫離時會使金納米粒子形成的聚合體重新分散，聚集與分散的變化讓金納米粒子技術(shù)在一些成分測試中具有重要作用。

在牛奶是否含有三聚氰胺的檢測中通過金納米粒子技術(shù)的運用可將實驗簡化，首先只需把三氯乙酸加入牛奶中就可以分離出蛋白質(zhì)，再將試液離心過后調(diào)制中性液清，經(jīng)過過濾之后最后加入金納米粒子中就可以觀察其顏色的變化，若試液由深紅色變?yōu)闇\藍色那就說明牛奶中含有三聚氰胺，這樣的操作方法較為簡便，所需時間短而且靈敏度高。

二、巴基管納米技術(shù)在食品安全監(jiān)測中的應(yīng)用

（一）巴基管的基本特性

巴基管納米是一種碳納米粒子構(gòu)成的碳納米管，其結(jié)構(gòu)較為特殊，這種一維量子材料以碳的形式構(gòu)成了一種與石墨相似的納米級中空管，巴基管根據(jù)納米級中空管中碳原子的層數(shù)來分類，可分為單層和多層兩種形式。巴基管主要由溶劑熱合成、激光蒸發(fā)的形式合成，巴基管合成之后具有表面積大、吸附力強、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的特點，因為其導(dǎo)電性和機械強度高的特點，使得巴基管在食品檢測、生物制藥之外在電子材料方面也有很大的應(yīng)用空間。

（二）巴基管在食品安全檢測的實際運用

在食品安全檢測方面巴基管因為性質(zhì)較為獨特，在食品檢測中主要應(yīng)用于重金屬、蘇丹紅等物質(zhì)的檢測，巴基管極高的吸附能力可作為含有磷元素、苯元素、酚類等元素樣本的吸附劑。以食品農(nóng)藥殘留檢測為例，運用巴基管極強的吸附能力對于殘留磷、二嗦農(nóng)等有機磷農(nóng)藥的吸附檢測，對于檢測食品安全具有高效快捷的特點，僅需將純凈水與樣本溶液稀釋再調(diào)節(jié)PH值就可以有效吸附農(nóng)藥殘留。

巴基管利用碳納米粒子的特點對雞蛋和豬肉等是否含有磺胺類藥物的檢測十分有效，通過巴基管中碳納米粒子的前富集柱與樣品樣環(huán)交替，在進行樣品洗脫等在極短的時間內(nèi)就能完成藥物檢測。巴基管技術(shù)具有高效、快捷、成本低、環(huán)保、吸附力強的特點，其運用也越來越廣泛。

三、半導(dǎo)體量子點在食品安全檢測領(lǐng)域的應(yīng)用

（一）半導(dǎo)體量子點的基本特性

半導(dǎo)體量子點是一種尺寸較小、量子效應(yīng)明顯的半導(dǎo)體量子納米顆粒，早經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體量子點因為其具有獨特的光學(xué)性質(zhì)和生物相容性，在生物醫(yī)藥等領(lǐng)域已經(jīng)得到了充分的利用。半導(dǎo)體量子點技術(shù)良好的光學(xué)性質(zhì)需要一個良好的晶體結(jié)構(gòu)來維持量子點的純潔、穩(wěn)定，依據(jù)半導(dǎo)體量子點所制成的傳感器已經(jīng)逐漸應(yīng)用于食品安全檢測中。

（二）半導(dǎo)體量子點在食品安全檢測的實際運用

運用半導(dǎo)體量子點所制成的生物傳感器將已有的半導(dǎo)體量子點固定到已有的納米粒子材料表面，半導(dǎo)體量子點對于提升測試樣品納米粒子的電子轉(zhuǎn)移和電氧化具有極高的效率，這大大提升了實驗反應(yīng)的準確性，半導(dǎo)體量子點生物傳感器對于磷等單一體系的復(fù)合體材料檢測較為靈敏，對樣品農(nóng)藥殘留的檢測也更加穩(wěn)定、精確。

四、磁性納米材料技術(shù)在食品安全領(lǐng)域的應(yīng)用

（一）磁性納米材料技術(shù)的基本特性

磁性納米材料是一種先進的復(fù)合型功能材料，這種材料具有極強的吸附性，是一種容易分離的相容性材料。該種材料在生物化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)該用較多，具有良好的化學(xué)制品分離能力，其特有的表面粒子可修飾性也增加了該種材料在食品安全檢測中的地位。

（二）磁性納米材料技術(shù)的運用

在食品安全檢測領(lǐng)域磁性納米材料對于微生物、重金屬的檢測運用較為廣泛，磁性納米材料可以有效的吸附重金屬離子，對于食品中一些殘存的化合物也可以通過其良好的酸堿穩(wěn)定性穩(wěn)固吸附。

五、結(jié)語

納米材料技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展極大的推動了我國食品安全檢測技術(shù)的進步，隨著納米材料在食品檢測中應(yīng)用逐漸成熟，納米材料檢測全面覆蓋給食品安全的發(fā)展增添了新的動力。對食品安全檢測環(huán)節(jié)的優(yōu)化不僅縮短了檢測的時間，同時通過優(yōu)化樣品處理、制導(dǎo)傳感器極大的提升了食品安全檢測的準確性?，F(xiàn)如今納米材料技術(shù)在我國還處于發(fā)展階段，部分技術(shù)較為復(fù)雜而且所消耗的成本較高，這些因素限制著納米材料檢測技術(shù)的推廣和應(yīng)用，避免食品污染問題頻發(fā)和優(yōu)化食品安全檢測還需各界對納米材料技術(shù)的開發(fā)給予最大的支持。將新納米材料技術(shù)與傳統(tǒng)檢測技術(shù)互相融合是推進納米材料技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵，全方面分離檢測將為我國食品安全領(lǐng)域的健康發(fā)展做出貢獻，為我國食品安全保駕護航。

參考文獻

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（作者單位：湖南人文科技學(xué)院）