纳米材料在食品安全检测领域的应用研究进展

摘 要：随着我国纳米材料技术的快速发展，高新技术带来的新型纳米材料为我国食品安全检测领域的发展起着至关重要的作用。目前，纳米材料在食品安全检测领域应用已经初步成型，纳米材料的应用对于食品重金属、农药残留、不符合规定的食品添加剂、生长激素等方面的监测技术也越来越成熟，大众对纳米材料应用于食品安全检测领域的重视程度也在日益提高。本文将从现阶段纳米材料对于食品安全检测领域应用的实际情况着手，对眼下几种常见的纳米材料进行重点分析，并进一步研究纳米材料在食品安全检测领域发展的前景，为我国建立一个安全的食品安全环境。

关键词：纳米材料；食品安全检测领域；应用；发展

纳米技术从二十世纪八十年代发展至今所取得的成果数不胜数，作为近世纪的一项新兴科学，各国的科学家自纳米技术诞生以来都积极投身于纳米材料的研究，历年来对于纳米材料特性的探究让纳米材料的制备研究已经逐渐成熟，其实际应用也得到了迅猛的发展，纳米技术为微电子行业、物理、化学、生物等多个领域带来了前所未有的发展机会。其食品安全领域的应用将直接关乎到我们的日常生活，随着生活水平的提高人们对食品安全的关注度也在逐渐提升，将纳米材料检测技术应用于我国的食品安全检测领域具有深远的意义。

一、金纳米粒子技术对食品安全检测领域的应用

（一）金纳米粒子技术的基本特性

金纳米粒子技术作为最先被研发的纳米材料技术之一其合成方法已经较为成熟，在众多的纳米材料中金纳米粒子多用于生物检测、生物传感器研究、生物标记等方面。现阶段的金纳米粒子技术具有分散性好、稳定性较强等特点，在几纳米到二十纳米的范围内其操作较为简单，由于其较高的可控性可有效提升金纳米粒子与生物的相容性。分散形态下的金纳米粒子颗粒大于平均颗粒的直径，当金纳米粒子发生聚合时其间距会逐渐变小并且颜色会发生改变，粒子颜色转变主要是因为金纳米粒子表面的等离子产生共振现象所引起，正因为独特的颜色转变性质金纳米粒子技术被广泛应用于生物检测分析领域。

（二）金纳米粒子技术在食品安全检测的实际运用

金纳米粒子技术在食品安全检测领域中主要针对违规农药、食品添加剂、重金属、激素等方面的检测。以美国所研发的一种便携式试纸应用为例，该种试纸运用金纳米粒子技术改变颜色的特性将金纳米粒子以溶液作用的形式在试纸上产生毛细作用，利于金纳米粒子在聚集后不可再迁移这一特点，在所检测试液与金纳米粒子发生序列碰撞之后形成聚合，若金纳米粒子与所测对象序列脱离时会使金纳米粒子形成的聚合体重新分散，聚集与分散的变化让金纳米粒子技术在一些成分测试中具有重要作用。

在牛奶是否含有三聚氰胺的检测中通过金纳米粒子技术的运用可将实验简化，首先只需把三氯乙酸加入牛奶中就可以分离出蛋白质，再将试液离心过后调制中性液清，经过过滤之后最后加入金纳米粒子中就可以观察其颜色的变化，若试液由深红色变为浅蓝色那就说明牛奶中含有三聚氰胺，这样的操作方法较为简便，所需时间短而且灵敏度高。

二、巴基管纳米技术在食品安全监测中的应用

（一）巴基管的基本特性

巴基管纳米是一种碳纳米粒子构成的碳纳米管，其结构较为特殊，这种一维量子材料以碳的形式构成了一种与石墨相似的纳米级中空管，巴基管根据纳米级中空管中碳原子的层数来分类，可分为单层和多层两种形式。巴基管主要由溶剂热合成、激光蒸发的形式合成，巴基管合成之后具有表面积大、吸附力强、化学性质稳定的特点，因为其导电性和机械强度高的特点，使得巴基管在食品检测、生物制药之外在电子材料方面也有很大的应用空间。

（二）巴基管在食品安全检测的实际运用

在食品安全检测方面巴基管因为性质较为独特，在食品检测中主要应用于重金属、苏丹红等物质的检测，巴基管极高的吸附能力可作为含有磷元素、苯元素、酚类等元素样本的吸附剂。以食品农药残留检测为例，运用巴基管极强的吸附能力对于残留磷、二嗦农等有机磷农药的吸附检测，对于检测食品安全具有高效快捷的特点，仅需将纯净水与样本溶液稀释再调节PH值就可以有效吸附农药残留。

巴基管利用碳纳米粒子的特点对鸡蛋和猪肉等是否含有磺胺类药物的检测十分有效，通过巴基管中碳纳米粒子的前富集柱与样品样环交替，在进行样品洗脱等在极短的时间内就能完成药物检测。巴基管技术具有高效、快捷、成本低、环保、吸附力强的特点，其运用也越来越广泛。

三、半导体量子点在食品安全检测领域的应用

（一）半导体量子点的基本特性

半导体量子点是一种尺寸较小、量子效应明显的半导体量子纳米颗粒，早经研究发现半导体量子点因为其具有独特的光学性质和生物相容性，在生物医药等领域已经得到了充分的利用。半导体量子点技术良好的光学性质需要一个良好的晶体结构来维持量子点的纯洁、稳定，依据半导体量子点所制成的传感器已经逐渐应用于食品安全检测中。

（二）半导体量子点在食品安全检测的实际运用

运用半导体量子点所制成的生物传感器将已有的半导体量子点固定到已有的纳米粒子材料表面，半导体量子点对于提升测试样品纳米粒子的电子转移和电氧化具有极高的效率，这大大提升了实验反应的准确性，半导体量子点生物传感器对于磷等单一体系的复合体材料检测较为灵敏，对样品农药残留的检测也更加稳定、精确。

四、磁性纳米材料技术在食品安全领域的应用

（一）磁性纳米材料技术的基本特性

磁性纳米材料是一种先进的复合型功能材料，這种材料具有极强的吸附性，是一种容易分离的相容性材料。该种材料在生物化学领域应该用较多，具有良好的化学制品分离能力，其特有的表面粒子可修饰性也增加了该种材料在食品安全检测中的地位。

（二）磁性纳米材料技术的运用

在食品安全检测领域磁性纳米材料对于微生物、重金属的检测运用较为广泛，磁性纳米材料可以有效的吸附重金属离子，对于食品中一些残存的化合物也可以通过其良好的酸碱稳定性稳固吸附。

五、结语

纳米材料技术的应用与发展极大的推动了我国食品安全检测技术的进步，随着纳米材料在食品检测中应用逐渐成熟，纳米材料检测全面覆盖给食品安全的发展增添了新的动力。对食品安全检测环节的优化不仅缩短了检测的时间，同时通过优化样品处理、制导传感器极大的提升了食品安全检测的准确性。现如今纳米材料技术在我国还处于发展阶段，部分技术较为复杂而且所消耗的成本较高，这些因素限制着纳米材料检测技术的推广和应用，避免食品污染问题频发和优化食品安全检测还需各界对纳米材料技术的开发给予最大的支持。将新纳米材料技术与传统检测技术互相融合是推进纳米材料技术应用的关键，全方面分离检测将为我国食品安全领域的健康发展做出贡献，为我国食品安全保驾护航。

参考文献

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（作者单位：湖南人文科技学院）