磁性納米材料在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用

張帆 付善 張瑩

摘 要：隨著人們對(duì)食品中有害污染物的關(guān)注，發(fā)展快速、靈敏的食品污染物檢測(cè)技術(shù)，成為食品安全領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文介紹了近年來廣泛興起的樣品前處理材料-磁性納米材料在食品中農(nóng)獸藥殘留、重金屬、工業(yè)染料及合成色素、真菌毒素等有害污染物檢測(cè)中的應(yīng)用情況，并展望了磁性納米材料在食品安全檢測(cè)中的未來發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：磁性納米材料；食品；有害污染物

近些年來，由于食品中農(nóng)藥、獸藥、重金屬等各類污染物引發(fā)的食品安全問題層出不窮，大大加劇了檢測(cè)部門的工作任務(wù)。樣品前處理是分析檢測(cè)中直接影響分析結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵步驟，在分析過程中選用合適的前處理方法能夠有效避免分析時(shí)間過長(zhǎng)、回收率偏低以及圖譜干擾嚴(yán)重等問題[1]。

磁性納米材料具有比表面積大、吸附性強(qiáng)、易分離等獨(dú)特的性能，作為一種新型的前處理材料，廣泛應(yīng)用于食品中農(nóng)藥、獸藥等污染物檢測(cè)的前處理中，有效解決了傳統(tǒng)前處理方法所面臨的耗時(shí)長(zhǎng)、試劑消耗多、凈化耗材成本高等瓶頸[2]。本文重點(diǎn)介紹了近年來磁性納米材料在食品中農(nóng)獸藥殘留、重金屬、工業(yè)染料、真菌毒素等有害污染物檢測(cè)中的應(yīng)用情況，展望了磁性納米材料在食品安全檢測(cè)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。

1 磁性納米材料在食品中農(nóng)獸藥殘留檢測(cè)中的應(yīng)用

農(nóng)藥、獸藥在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)快速發(fā)展中起到了重要促進(jìn)作用的同時(shí)，也給生態(tài)環(huán)境造成了一定破壞，很多農(nóng)副產(chǎn)品和畜產(chǎn)品中出現(xiàn)的農(nóng)獸藥殘留超標(biāo)問題正嚴(yán)重危害人類健康。為了更快、更準(zhǔn)確的測(cè)定食品中農(nóng)、獸藥殘留量，具有獨(dú)特的理化性質(zhì)的磁性納米材料在食品中農(nóng)、獸藥檢測(cè)中的應(yīng)用越來越多。柴宗龍等[3]通過Fe3O4對(duì)碳納米管進(jìn)行表面修飾，對(duì)利用其合成的磁性納米復(fù)合材料與石墨烯、碳納米管、Fe3O4納米粒子等不同吸附材料對(duì)菠菜中敵敵畏、甲胺磷、滅線磷等9種有機(jī)磷農(nóng)藥的吸附能力進(jìn)行對(duì)比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所合成的磁性碳納米管對(duì)菠菜中9種有機(jī)磷農(nóng)藥表現(xiàn)出極強(qiáng)的吸附性能和穩(wěn)定的回收率。劉真真等[4]采用經(jīng)過N-丙基乙二胺修飾的Fe3O4和C18替代傳統(tǒng)的QuEChERS中的吸附劑，可以有效去除獼猴桃基質(zhì)的主要干擾源，并結(jié)合超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜，建立了獼猴桃中基于磁性納米材料的52種農(nóng)藥殘留和8種相關(guān)代謝物的快速分析方法。Ibarra等[5]制備了磁性二氧化硅納米粒子并運(yùn)用到牛奶中9種磺胺類獸藥檢測(cè)的前處理中，結(jié)合液相色譜檢測(cè)技術(shù)，建立了一種牛奶中磺胺類藥物分析的新方法，測(cè)得檢測(cè)低限為7～14 μg/L，該方法相對(duì)于傳統(tǒng)的固相萃取而言，對(duì)目標(biāo)物的選擇性更強(qiáng)，操作更簡(jiǎn)便、快速。尚峰等[6]通過對(duì)合成的ZrO2/Fe3O4納米材料表面進(jìn)行疏水改性后得到的磁性納米復(fù)合材料具有更強(qiáng)的超順磁性，在外加磁場(chǎng)的作用下，可迅速實(shí)現(xiàn)對(duì)蜂蜜預(yù)處理樣液體中3種四環(huán)素類獸藥的富集，再通過乙腈解吸附后，進(jìn)行色譜分析測(cè)定。洗脫后的吸附劑經(jīng)過清洗后可多次重復(fù)使用，在提高檢測(cè)速度的同時(shí)，節(jié)約了檢測(cè)成本。

2 磁性納米材料在食品中重金屬檢測(cè)中的應(yīng)用

工業(yè)排放物中的鉛、鎘、砷、汞等重金屬離子不僅會(huì)污染生態(tài)環(huán)境，也極容易被水生動(dòng)植物和農(nóng)田作物富集，通過食物鏈進(jìn)入人體后，對(duì)人體的健康造成危害。傳統(tǒng)的原子吸收光譜法、原子熒光光譜法、分光光度法因受基質(zhì)干擾較大，靈敏度也不夠高，從而難以準(zhǔn)確測(cè)定食品中痕量重金屬。在磁納米粒子表面增加了對(duì)特定金屬離子具有較強(qiáng)親和能力的功能基團(tuán)后，極大地提高了磁性納米材料對(duì)金屬離子的萃取效率，顯著提高了檢測(cè)靈敏度。

徐小梅等[7]將采用溶劑熱法制備磁性納米材料Fe3O4@SiO2@m-SiO2-NH2，并將其運(yùn)用到紅酒、白酒、黃酒等不同基質(zhì)酒樣中Pb2+的選擇性分離富集，Pb2+在0.05～3.6mg/L濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，檢測(cè)限為0.025mg/L，該方法檢測(cè)成本較低，操作簡(jiǎn)便。Bagheri等[8]制備的希夫堿功能性磁性納米復(fù)合材料（Fe3O4-SiO2-L）能夠?qū)饦岕~、蝦等待測(cè)樣品中痕量的Pb2+和Cd2+進(jìn)行高選擇性富集，并結(jié)合火焰原子吸收光譜，建立快速、靈敏的檢測(cè)方法，檢出限可達(dá)0.14～0.19 μg/L。

3 磁性納米材料在食品中工業(yè)染料及合成色素檢測(cè)中的應(yīng)用

羅丹明B、堿性嫩黃、蘇丹紅等是常應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的染料，因其色彩鮮艷、價(jià)格低廉，常被不法商販非法添加在食品中，過量使用工業(yè)染料以及合成色素極易具有致畸、致癌、致突變等作用[9]。Chai Weibo等[10]利用合成的磁性納米復(fù)合材料（Fe3O4@ PDA NPs）來對(duì)飲料中莧菜紅、麗春紅、日落黃、誘惑紅4種合成色譜進(jìn)行富集，并通過實(shí)驗(yàn)考察了磁性吸附材料的用量、吸附時(shí)間、萃取溶劑的pH值等實(shí)驗(yàn)條件，最終確定了最佳的前處理?xiàng)l件，大大縮短了分析方法時(shí)間，在實(shí)際樣品的測(cè)定中，結(jié)果也較為滿意。趙晨等[11]采用包裹一層二氧化硅的SiO2@Fe3O4為裁體，并通過對(duì)其表面進(jìn)行聚合，該合成的磁性表面分子印跡聚合物對(duì)蘇丹紅Ⅰ有特異性識(shí)別能力，并且可在外加磁場(chǎng)的作用下，快速實(shí)現(xiàn)磁性分離，大大簡(jiǎn)化了操作步驟。

4 磁性納米材料在食品中真菌毒素檢測(cè)中的應(yīng)用

真菌毒素是一類廣泛存在于農(nóng)產(chǎn)品及其加工產(chǎn)品中的對(duì)人體危害較大的真菌代謝產(chǎn)物。食品中的真菌毒素含量較低，而本身食品基質(zhì)復(fù)雜，從而加大了食品中真菌毒素的測(cè)定難度。近年來磁固相萃取技術(shù)結(jié)合色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在食品中真菌毒素檢測(cè)中推廣，有效解決了真菌毒素ELISA測(cè)定靈敏度低，重現(xiàn)性差的缺點(diǎn)[12]。郭婷等[13]采用基于磁性納米材料和適配體的熒光傳感器對(duì)牛奶中的黃曲霉毒素M1進(jìn)行測(cè)定，該適配體可體外合成，具有較好的穩(wěn)定性，且該方法操作簡(jiǎn)便，靈敏度高，方法的檢測(cè)限為0.02μg/L，在實(shí)際樣品檢測(cè)中效果較好。

5 結(jié)語

磁性納米材料在食品中有害污染檢測(cè)前處理中的應(yīng)用越來越廣泛，在保證檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確的前提下，大大縮短了檢測(cè)時(shí)間，提高了靈敏度。在今后的研究中，要繼續(xù)開發(fā)磁性納米材料功能基團(tuán)，使其應(yīng)用的領(lǐng)域更加廣泛。此外，磁性納米材料的制備過程還有待簡(jiǎn)化，需進(jìn)一步加大產(chǎn)量，有效降低制備成本。在未來的食品安全檢測(cè)領(lǐng)域，進(jìn)一步完善磁性納米材料的研究，為保障人類的健康服務(wù)。參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：張帆（1985—），女，湖南常寧人，博士，副教授。研究方向：食品安全與檢測(cè)。

通訊作者：張瑩（1964—），女，湖南長(zhǎng)沙人，博士，研究員。研究方向：食品安全及檢測(cè)。