纳米金技术的发展及在食品安全快速检测中的应用
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新型纳米材料在食品安全检测中的应用近年来,随着生活水平的提高,人们对食品安全问题的关注度逐渐增加。
食品安全检测成为了社会各界关注的焦点。
为了解决传统食品安全检测方法的诸多不足,科学家们开始将新型纳米材料应用于食品安全检测领域。
新型纳米材料具有较高的灵敏度、选性和快速检测的特点,能够提高食品安全检测领域的效率和准确性。
一、新型纳米材料在食品污染物检测中的应用1. 纳米传感器的应用纳米传感器是利用纳米材料作为传感元件进行检测的装置。
相比传统的化学传感器,纳米传感器在食品安全检测中具有更高的敏感性和更低的检测限度。
纳米传感器可以通过检测食品中的微量污染物,如重金属离子、农药残留等,提供准确、快速的检测结果,保障食品安全。
2. 纳米材料在光学传感中的应用新型纳米材料在光学传感技术中的应用,可以大大提高光传感器的性能。
纳米粒子的表面等离子共振现象、荧光方法和拉曼散射等特性,使得光学传感器在食品安全检测中的应用更加方便快捷。
例如,利用纳米金材料制备的光学传感器可用于检测食品中的添加剂、毒素、细菌等有害物质,实现食品的快速筛查和质量监控。
二、新型纳米材料在食品质量评价中的应用1. 纳米材料在纳米电子舌中的应用纳米电子舌是一种基于纳米材料传感器的多参数食品质量评价系统。
它可以通过检测食品的味道、酸碱度和电导率等指标,对食品的质量进行评价。
纳米材料在纳米电子舌中的应用,可以提高传感器的灵敏度和选择性,确保食品质量评价的准确性。
2. 纳米材料在食品中添加剂检测中的应用食品中常常使用添加剂来改善食品的质感和口感。
然而,不少添加剂的使用对人体健康带来潜在风险。
利用新型纳米材料制备的传感器可以快速、高效地检测食品中的添加剂,保障食品质量和食品安全。
三、新型纳米材料在食品包装中的应用1. 纳米材料在食品包装膜中的应用食品包装膜是食品保鲜和防伪的重要手段。
通过添加新型纳米材料到食品包装膜中,可以提高其抗菌性能、抗氧化性能和物理强度,延长食品的保鲜期,保护食品的营养成分,减少食品的质量损失。
纳米材料在食品安全检测中的应用探索在当今社会,食品安全问题一直备受关注。
人们对食品的安全性和质量要求越来越高,对食品安全检测技术的需求也日益增加。
纳米材料作为一种新兴的材料,在食品安全检测领域有着广阔的应用前景。
本文将探索纳米材料在食品安全检测中的应用及其前景。
一、纳米材料在食品安全检测中的应用1. 纳米传感器纳米材料具有独特的物理、化学性质和高比表面积,可用于制备高灵敏度的纳米传感器。
通过改变纳米材料的特性和结构,可以实现对食品中有害物质的敏感检测。
例如,纳米金颗粒在食品中添加后,可以通过变色反应来检测特定的有害物质,如重金属离子、农药残留等。
此外,纳米材料还可以用于检测食品中的微生物污染,通过检测纳米传感器的电学和光学性能变化,可以快速、准确地检测食品中的致病菌。
2. 纳米包埋技术纳米包埋技术是将纳米材料包裹在食品样品中,以增强食品样品的检测性能。
例如,纳米磁性粒子可以用于食品中有害物质的富集和分离,通过对纳米磁性粒子的磁性特性进行检测,可以快速准确地检测食品中的金属离子、农药残留等有害物质。
此外,纳米包埋技术还可以用于食品中添加剂的检测,例如纳米探针可以用于检测食品中的防腐剂、食品色素等添加剂的含量和种类。
3. 纳米膜技术纳米膜技术是一种利用纳米材料制备薄膜,用于食品中有害物质的筛选和检测。
纳米膜具有高通透性和选择性,可以有效阻挡食品中的有害物质。
例如,纳米膜可以用于过滤食品中的重金属离子、农药残留等有害物质,一方面提高食品质量,另一方面降低人们食品中有害物质的摄入。
此外,纳米膜技术还可以用于食品中添加剂的筛选和检测,通过纳米膜的选择性吸附和分离作用,可以快速准确地检测食品中添加剂的种类和含量。
二、纳米材料在食品安全检测中的前景1. 提高检测精度和速度纳米材料具有高表面积和灵敏度的特点,可以提高食品安全检测的精度和速度。
纳米材料可以通过与有害物质的特异性相互作用,实现对微量有害物质的检测和分析,从而提高检测的准确性。
纳米科技在食品安全检测中的使用教程随着科技的不断发展,纳米技术在各个领域都发挥着重要的作用。
其中,纳米科技在食品安全检测中的应用备受关注。
纳米技术能够提供更为精准和灵敏的检测方法,有助于保障食品的安全性。
本文将介绍纳米科技在食品安全检测中的应用教程。
首先,我们需要了解纳米技术对食品安全检测的优势。
纳米材料具有高比表面积、特殊的光学、电学、磁学和力学性质,因此可以用于制备传感器、检测仪器和分析方法。
与传统的检测方法相比,纳米技术可以提高检测的灵敏度、选择性和快速性。
此外,纳米技术还可以减少对样品的破坏和损失,可在非破坏性和迅速检测中得到应用。
其次,纳米技术在食品安全检测中的主要应用包括纳米传感器和纳米材料的使用。
纳米传感器是一种利用纳米技术制备的传感器,可以实时监测食品中的有害物质。
例如,纳米传感器可以检测食品中的重金属、农药残留和有害微生物等。
纳米材料在食品安全检测中的应用较广泛,例如,纳米金颗粒可以被用作生物标记物,用于检测食品中的病原菌;纳米芯片可以用于检测食品中的重金属和农药残留;纳米纤维可以用于快速分离和检测食品中的有害物质等。
在使用纳米科技进行食品安全检测时,我们需要掌握几个重要的步骤。
首先,样品的预处理非常重要。
预处理步骤包括样品的收集、保存和处理。
正确的样品预处理可以避免干扰物质的存在,保证检测结果的准确性。
其次,纳米材料的选择和制备也是非常关键的。
根据需要检测的物质不同,选择合适的纳米材料进行制备。
制备纳米材料时,要注意制备条件和处理方法,以确保纳米材料的纯度和稳定性。
接下来,就是纳米材料的修饰和功能化。
纳米材料的表面修饰可以增强其性能和稳定性,使其更适用于特定的检测任务。
最后,样品的检测和分析需要使用适当的仪器和方法。
这些仪器和方法可以根据不同的纳米材料和检测目的进行选择,并结合标准参考物质进行验证和校准。
除了上述的操作步骤,使用纳米科技进行食品安全检测还需要注意一些问题。
首先,纳米材料的合成和使用需要遵循相关的安全规范和操作要求,以确保操作人员和环境的安全。
纳米材料在环境食品安全与食品质量监测中的应用与效果评估纳米材料在环境食品安全与食品质量监测中的应用与效果评估随着工业化和现代农业的发展,人们对环境食品安全和食品质量的关注不断增加。
为了保障公众的健康,科学家们不断探索新的技术和方法。
其中,纳米材料作为一种新兴的技术被广泛应用于环境食品安全与食品质量监测领域,取得了显著的效果。
本文将探讨纳米材料在环境食品安全与食品质量监测中的应用和效果评估。
一、纳米材料在环境污染物检测中的应用纳米材料在环境污染物检测中发挥着重要的作用。
首先,纳米材料具有较大的比表面积,能够与环境中的污染物更充分地接触,提高检测的灵敏度和准确性。
其次,纳米材料还可以通过改变传感器材料的物理和化学性质,实现对特定污染物的高选择性检测。
例如,通过改变纳米材料的形状和大小,可以使其对某一类污染物的响应更加敏感。
此外,纳米材料还可以作为载体,将检测信号转化为可视化的结果,便于操作和分析。
二、纳米材料在食品质量监测中的应用纳米材料在食品质量监测方面也发挥着重要的作用。
首先,纳米材料可以用来检测食品中的有害物质,如重金属、农药残留等。
通过将纳米材料与特定的检测分子结合,可以实现对特定有害物质的高灵敏度检测。
其次,纳米材料还可以用来检测食品中的营养成分。
例如,通过纳米材料的光学性能可以对食品中的维生素、氨基酸等进行快速检测。
此外,纳米材料还可以用来检测食品中的微生物污染,提高食品的安全性。
三、纳米材料在环境食品安全监测中的效果评估纳米材料在环境食品安全监测中的应用效果得到了广泛的评估。
研究发现,纳米材料在环境中的应用可以提高检测的灵敏度和准确性,降低了误差和漏测的风险。
此外,纳米材料在食品质量监测方面的应用也取得了显著成效。
例如,纳米材料可以提高对食品中有害物质的检测灵敏度,减少了食品中有害物质对人体的潜在风险。
然而,纳米材料在环境食品安全与食品质量监测中的应用也面临一些挑战。
首先,纳米材料在大规模制备和应用过程中需要解决安全性和生态环境影响等问题。
纳米科技在食品安全检测中的应用方法探索随着科技的不断发展,纳米技术作为一种新兴的技术手段,在食品安全检测中引起了人们的广泛关注。
纳米科技具有较大的应用潜力,能够提高食品安全检测的准确性、灵敏性和快速性。
本文将探讨纳米科技在食品安全检测中的应用方法,并对其取得的成果和未来的发展进行展望。
首先,纳米传感器是食品安全领域中应用广泛的纳米技术之一。
纳米传感器可以通过检测微量物质来判断食品中的有害成分是否超标。
例如,利用纳米金颗粒制备的传感器可以在食品中检测到微量的重金属离子,并通过改变颜色或荧光信号来指示检测结果。
这种传感器具有高灵敏度和高选择性,可以实时监测食品中的污染物。
此外,纳米光子晶体结构也被广泛应用于食品安全检测中,通过光学方法捕获微量物质并产生特定的光谱响应,从而实现对食品中有害物质的高效检测。
其次,纳米材料在食品安全检测中的应用也得到了广泛关注。
纳米材料具有较大的比表面积和特殊的物理化学性质,可以增强食品安全检测方法的灵敏性和准确性。
例如,纳米材料可以用于检测食品中的农药残留。
研究人员通过制备纳米颗粒、纳米管、纳米棒等纳米材料来提高农药的吸附能力,并将其用于食品样品的分离和富集。
此外,利用纳米材料制备的纳米纤维膜可实现对微生物的快速筛查,从而提高食品中病原微生物的检测速度和准确性。
除了传感器和材料,纳米生物技术也为食品安全检测提供了新的方法。
纳米生物技术结合了生物学和纳米技术,可以提高食品中有害生物的检测效率和准确性。
例如,纳米生物传感器利用纳米级的生物传感元件对食品样品中的生物分子进行特异性识别和检测。
纳米粒子标记的抗体或DNA探针与目标生物分子结合后,可以通过适当的测量方法(如光学、电化学等)来检测食品样品中的有害生物。
这种方法具有高度的灵敏度和准确性,并可以应用于肉类、海鲜等食品中病原微生物和致病菌的快速检测。
纳米科技在食品安全检测中的应用取得了一系列的突破和成果,但仍面临一些挑战和难题。
纳米材料在食品安全检测中的应用随着人们对食品安全问题的关注不断提高,食品安全检测的重要性也日益凸显。
而纳米材料这种小到几十纳米甚至更小的材料因其在化学、物理、生物学等领域的独特性质,已经成为了食品安全检测领域中备受关注的一种材料。
在食品安全检测中,纳米材料可以用于改善检测试剂的敏感度和特异性。
例如,纳米金或者纳米银可以被用来制备金属纳米颗粒,这些纳米颗粒因其高表面密度和电荷密度具有极高的增强荧光作用,可以被用于增强检测试剂的敏感度。
同时,纳米颗粒由于具有大比表面积,与目标分子之间可以进行更强烈的相互作用,从而提高检测的特异性。
除此之外,纳米材料还可以被用于制备新型的检测材料,例如纳米孔道材料和分子印迹材料。
纳米孔道材料是一种由负载纳米材料制成的薄膜,可以根据孔道大小和表面性质来选择检测特定的物质。
而分子印迹材料则是一种通过聚合物基质模板引导分子吸附、固定的天然或合成的分子,具有极高的选择性与敏感度,已经被广泛应用于食品安全检测。
在食品安全检测中,纳米材料还可以被用于制备新型的生物传感器。
生物传感器是一种将生物识别元件与转换器件相结合的检测系统,可以通过监测一些特定的生物学事件,来检测食品中可能存在的有害物质。
纳米材料可以被用于制备生物传感器的生物识别元件,例如作为抗体或DNA等分子的载体;同时,纳米材料还可以被用于增强传感器的灵敏度和选择性。
然而,纳米材料在食品安全检测中的应用还面临着一些挑战和问题。
例如,由于纳米颗粒具有小体积和高表面能,会导致大量的非特异性污染和误判。
此外,纳米材料的毒性和生物学效应还需要更进一步的研究和探索。
因此,在将纳米材料应用于食品安全检测中之前,需要对其进行全面的安全评估和毒性测试,以确保其不会对人类健康及环境造成潜在危害。
总之,纳米材料在食品安全检测中的应用潜力巨大,但同时也需要解决一些技术和安全方面的问题。
在未来,随着纳米技术的不断发展和成熟,相信这种小而美的材料将会在食品安全检测领域中提供更多的可能性和机会。
纳米科技在食品安全检测中的应用与前景随着人们对食品安全意识的不断增强,食品安全检测的重要性变得愈加突出。
纳米科技作为一种前沿技术,为食品安全领域带来了革命性的变化和巨大的机遇。
本文将探讨纳米科技在食品安全检测中的应用和前景,以及其带来的潜在影响。
纳米科技在食品安全检测中的应用涵盖了多个方面。
首先,纳米材料的应用已经实现了对食品中有害物质的快速检测。
例如,纳米处理的传感器能够迅速、准确地检测食品中的重金属、农药残留等有害物质。
纳米材料的特殊性质使得这些传感器对目标物质具有高灵敏度和选择性,可以有效地提高食品安全检测的准确性和效率。
其次,纳米技术还在食品质量追溯方面发挥着重要作用。
通过将纳米材料标记于食品上,可以追踪食品的来源、生产过程以及存储条件,确保食品的质量和安全。
例如,纳米标记技术可将食品中的纳米颗粒与特定信息相关联,以便于追踪和检测。
这一技术的应用可以有效地防止食品伪劣和虚假宣传,保障消费者的权益。
此外,纳米科技还在食品包装领域发挥着重要作用。
纳米材料可以用于制造具有抗菌性能的食品包装材料,从而延长食品的保质期和防止污染。
纳米材料的应用也为食品包装提供了更好的机械强度和高温稳定性,保证食品安全的同时,提高包装的质量。
纳米科技在食品安全检测中的应用前景广阔,具有巨大的潜力。
首先,纳米材料的研究和开发不断取得突破,新型纳米材料的问世将进一步提高食品安全检测的灵敏度和准确性。
其次,纳米技术的快速发展将使得食品安全检测设备更加小型化、便携化。
这将使得食品安全检测能够更方便地在生产现场进行,提高食品安全监管的效率。
另外,纳米科技在食品安全检测中还能大幅度降低成本。
当前,传统的食品安全检测设备和方法需耗费较高的资金和时间,导致食品安全检测的频率和范围受限。
而纳米技术的应用将缩短食品安全检测的时间,降低成本,实现对更多的食品进行全面检测,提高食品安全的整体水平。
然而,纳米科技在食品安全检测中的应用也面临一些挑战。
纳米材料在食品安全检测中的应用方法介绍随着科技的不断进步和人们对食品安全的关注度提高,纳米材料的应用逐渐成为食品安全检测领域的一项重要技术。
纳米材料具有独特的物理、化学性质,能够提高检测灵敏度和准确性,同时可以提供更加快速、简便和经济的检测方法。
本文将介绍几种纳米材料在食品安全检测中的应用方法。
一、纳米传感器的应用纳米传感器是一种通过纳米材料的物理、化学性质来检测和测量目标分子的技术。
传统的食品安全检测方法通常需要耗时、繁琐的样品前处理步骤,而纳米传感器能够直接对食品样品进行分析,大大提高了检测的效率和准确性。
1. 金纳米粒子(AuNPs)在食品中添加有毒物质检测中的应用:金纳米粒子的性质使其在食品中检测有毒物质具有一定的敏感性和选择性。
通过将金纳米粒子修饰成特定的表面性质,可以使其与特定的有毒物质发生特异性反应,从而实现食品中有毒物质的快速检测。
2. 纳米量子点(QDs)在重金属检测中的应用:纳米量子点具有优异的荧光性能,可以被用于检测食品中的重金属。
通过调控纳米量子点的荧光特性,可以检测出低浓度的重金属,比传统方法有更高的灵敏度和准确性。
二、纳米酶的应用纳米酶是一种将酶分子修饰在纳米材料上的技术,可以提高酶的稳定性和活性,在食品安全检测中发挥重要的作用。
1. 纳米酶的催化检测:纳米酶可以通过催化反应将目标物转化为可见性、荧光或电化学信号,从而实现对食品中有害物质的快速检测。
例如,将脱氧核酸酶修饰在纳米材料上,可用于检测食品中遗传修饰的成分。
2. 纳米酶的特异性识别:纳米酶通过对食品中的特定成分进行特异性识别,能够实现对食品中的添加剂、农药残留等有害物质的快速检测。
三、纳米生物传感器的应用纳米生物传感器是将纳米材料和生物分子相结合的一种技术,利用生物分子与目标物质之间的特异性相互作用来实现食品安全检测。
1. 纳米生物传感器的免疫分析应用:纳米生物传感器可以利用抗体与目标物质之间的特异性作用来进行快速的免疫分析。
纳米技术在食品安全中的应用研究在当今社会,食品安全问题始终是人们关注的焦点。
随着科技的不断进步,纳米技术作为一种新兴的科学领域,正逐渐在食品安全领域展现出巨大的应用潜力。
纳米技术的独特性质和功能为解决食品安全中的诸多难题提供了新的思路和方法。
纳米技术,简单来说,是指在纳米尺度(1 100 纳米)上对物质进行研究和应用的技术。
这个尺度下,物质会表现出与宏观状态截然不同的物理、化学和生物学特性。
在食品安全领域,纳米技术的应用主要体现在检测、包装和保鲜等方面。
首先,纳米技术在食品安全检测中发挥着重要作用。
传统的检测方法往往存在检测时间长、灵敏度低、准确性差等问题。
而纳米技术的引入,极大地提高了检测的效率和精度。
例如,基于纳米材料的生物传感器能够快速、灵敏地检测食品中的病原体、毒素和化学污染物。
纳米金颗粒具有良好的光学特性,可用于构建免疫传感器,实现对食品中微量有害物质的检测。
当目标物质与传感器上的抗体结合时,会引起纳米金颗粒的聚集或分散,从而导致颜色变化,通过简单的比色法即可判断检测结果。
此外,碳纳米管、量子点等纳米材料也被广泛应用于食品安全检测领域,为保障食品质量提供了强大的技术支持。
其次,纳米包装材料是纳米技术在食品安全领域的另一个重要应用。
传统的食品包装材料在保鲜、抗菌等方面存在一定的局限性。
纳米包装材料则能够有效地改善这些问题。
纳米复合材料具有良好的阻隔性能,可以阻止氧气、水分和微生物的侵入,延长食品的保质期。
例如,纳米氧化锌、纳米银等具有抗菌性能的纳米粒子被添加到包装材料中,可以抑制食品表面微生物的生长,减少食品腐败变质的风险。
同时,纳米包装材料还能够智能感知食品的质量变化,并通过颜色、气味等信号向消费者传递信息。
例如,一些纳米包装材料可以检测食品中的pH 值变化,当食品变质时,包装颜色会发生改变,提醒消费者注意。
再者,纳米技术在食品保鲜方面也有着出色的表现。
纳米保鲜剂能够有效地控制食品的呼吸作用和水分蒸发,保持食品的新鲜度和营养价值。
浅析纳米材料在食品安全分析中的应用研究随着纳米技术的发展,纳米材料在各个领域中的应用也越来越广泛。
食品安全一直是人们关注的焦点,纳米材料的应用可以为食品安全分析提供新的解决方案。
本文将从纳米材料在食品安全分析中的应用进行浅析。
首先,纳米材料在食品安全传感器中的应用得到了广泛关注。
传感器是一种可以检测和测量特定物质的设备,可以用于食品中有害物质的检测。
纳米材料可以通过调控其结构和性能,使其具有对特定物质的高选择性和灵敏度。
例如,纳米金颗粒具有较大的比表面积,可以用于检测微量重金属和农药残留。
纳米材料还可以用于检测食品中的细菌和病毒,如纳米量子点可以被用于检测食品中的沙门氏菌和大肠杆菌等。
其次,纳米材料在食品安全检测中的应用也得到了广泛关注。
食品中的有害物质对人体健康具有潜在的风险,因此对食品中的有害成分进行准确的检测是非常重要的。
纳米材料可以通过其特殊的性质改善传统的检测方法,并提高检测的灵敏度和准确性。
例如,纳米颗粒可以作为探针被引入到食品样品中,通过检测其表面等离子共振吸收光谱的变化来检测食品中的有害物质。
纳米材料还可以作为荧光标记物,用于检测食品中的重金属和农药等。
此外,纳米材料还可以用于食品安全中的杀菌和保鲜。
食品中的微生物污染是食品安全的重要问题之一,因此有必要采取措施杀死细菌和其他微生物。
纳米材料具有较强的抗菌性能,可以通过破坏微生物细胞膜和抑制微生物生长来起到杀菌的作用。
例如,纳米银颗粒可以被添加到食品包装材料中,可以抑制细菌和霉菌的生长,延长食品的保鲜期。
此外,纳米材料还可以被用于食品加工过程中的杀菌处理,如纳米氧化锌可以被用于果蔬的消毒处理。
综上所述,纳米材料在食品安全分析中的应用研究给食品安全领域带来了新的机遇和挑战。
纳米材料可以用于食品安全传感器的制备,提高检测的灵敏度和准确性。
纳米材料还可以用于食品安全检测,并改善传统的检测方法。
此外,纳米材料还可以用于食品的杀菌和保鲜,有效地控制食品中的微生物污染。
纳米金技术的发展及在食品安全快速检测中的应用刘丽强,彭池芳,金征宇,胥传来*(江南大学食品学院,江苏 无锡 214036)摘 要:免疫纳米金技术是近年发展较快的标记技术,在生物医学方面已有广泛应用,以纳米金为基础开发的检测技术具有快速、准确、灵敏、特异性高的特点。
本文从纳米金技术应用的发展历程出发,介绍了以纳米金为标记物的快速检测技术的现状,及其在食品安全快速检测中的应用,并展望了纳米金广阔的应用前景。
关键词:纳米金;食品安全;快速检测;免疫标记Review on Development and Application of Nanogold in Rapid Detection for Food SafetyLIU Li-qiang,PENG Chi-fang,JIN Zheng-yu,XU Chuan-lai*(School of Food Science and Technology, Southern Yangtze University, Wuxi 214036, China)Abstract :The marking method with nanogold is a fast developing immuno-marking technology in recent years. It has been widely used in biomedicine. The assay which is exploited and based on nanogold is rapid, exact, sensitive and specific. In this paper, the research progress of nanogold and its application in rapid detection for food safety are introduced. The future of nanogold is also prospected.Key words :nanogold ;food safety ;rapid detection ;immunolabelling中图分类号:TS207 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2007)05-0348-05收稿日期:2006-04-30 *通讯作者基金项目:国家十五科技重大专项“食品安全关键技术研究”(2001BA804A18)作者简介:刘丽强(1979-),男,硕士研究生,研究方向为食品安全与检测。
纳米金(n an ogo ld )即指金的微小颗粒,其直径在1~100n m ,具有高电子密度、介电特性和催化作用,能与多种生物大分子结合,且不影响其生物活性。
由氯金酸通过还原法可以方便地制备各种不同粒径的纳米金,其颜色依直径大小而呈红色至紫色。
自从16世纪欧洲现代化学的奠基人、杰出的医师、化学家 Paracelsus 制备出“饮用金”用来治疗精神类疾病以来,纳米金就开始登上了科学的舞台。
1857年英国科学家法拉第在研究道尔顿的理论时,利用氯化金还原出含纳米金的溶液,发现在其中加入少量电解质后,可使溶液由红宝石色变为蓝色,并最终凝集为无色,而加入明胶等大分子物质便可阻止这种变化。
尽管当时并不知道原因,但他的发现为纳米金的应用奠定了科学基础。
1885年纳米金溶液在美国常作为治疗酗酒的主要成分;1890年Koch 医生发现结核杆菌不能够在金的表面存活;1890年纳米金被用来治疗关节炎;1935年芝加哥外科专家Edward 等人发现纳米金溶液能有效的减轻患者病痛,强健体质。
1939年Kausche 和Ruska用电子显微镜观察金颗粒标记的烟草花叶病毒,呈高电子密度细颗粒状。
1971年Faulk 和Taylor 首次采用免疫金染色(immunogold staining, IGS)将兔抗沙门氏菌抗血清与纳米金颗粒结合,用直接免疫细胞化学技术检测沙门氏菌的表面抗原[1],开创了纳米金免疫标记技术。
1以纳米金为免疫标记物的检测技术的发展作为现代四大标记技术之一的纳米金标记技术(nanogold labelling techique),实质上是蛋白质等高分子被吸附到纳米金颗粒表面的包被过程。
吸附机理可能是纳米金颗粒表面负电荷,与蛋白质的正电荷基团因静电吸附而形成牢固结合,而且吸附后不会使生物分子变性,由于金颗粒具有高电子密度的特性,在金标蛋白结合处,在显微镜下可见黑褐色颗粒,当这些标记物在相应的配体处大量聚集时,肉眼可见红色或粉红色斑点,因而用于定性或半定量的快速免疫检测方法中。
由于球形的纳米金粒子对蛋白质有很强的吸附功能,可以与葡萄球菌A蛋白、免疫球蛋白、毒素、糖蛋白、酶、抗生素、激素、牛血清白蛋白等非共价结合,因而在基础研究和实验中成为非常有用的工具。
1.1作为显微镜示终物1978年,Geobegan 等将纳米金标记抗体用于普通光镜下检测B 淋巴细脑表面膜免疫球蛋白,建立了光镜水平的免疫金染色(immunogold staining,IGS)。
1981年Danscher 用银显影方法增强金颗粒的可见度,并提高了灵敏度。
Holgate 等人于1983年建立了用银显影液光镜下金颗粒的可见性的免疫金银染色法(immunogold-siliver staining,IGSS),利用银的增强作用,加大单独金粒子在光镜下可视粒子的半径,增加了小颗粒金粒子的标记密度,提高了灵敏度[2]。
1986年Fritz 等人又在IGSS 法基础上成功地进行了彩色I G S S 法,使得结果更加鲜艳夺目。
尽管如此,由于亚硝酸银化合物是光敏性的,需要在暗室里进行标记,实验操作非常的不便,改用非光敏的醋酸银化合物,价格又过于昂贵,所以纳米金在光镜中的应用日渐减少。
而利用纳米金的高电子密度,能在电镜下清晰的分辨颗粒,作为在透射电镜(T E M )、扫描电镜(S E M )和荧光显微镜的示终物在电镜免疫化学和组织化学中得到了广泛应用[3]。
1.2应用于均相溶胶颗粒免疫测定技术均相溶胶颗粒免疫测定法(sol particle immunoassay,SPIA)是利用免疫学反应时金颗粒凝聚导致颜色减退的原理,将纳米金与抗体结合,建立微量凝集试验检测相应的抗原,如间接血凝一样,用肉眼可直接观察到凝集颗粒。
已成功地应用于P C G 的检测,直接应用分光光度计进行定量分析[4]。
1.3应用于流式细胞仪应用荧光素标记的抗体,通过流式细胞仪(F l o w CytoMeter,FCM)计数分析细胞表面抗原,是免疫学研究中的重要技术之一[5]。
但由于不同荧光素的光谱相互重叠,区分不同的标记很困难。
B o e h m e r 等研究发现,纳米金可以明显改变红色激光的散射角,利用纳米金标记的羊抗鼠Ig 抗体应用于流式细胞术,分析不同类型细胞的表面抗原,结果纳米金标记的细胞在波长632n m时,90度散射角可放大10倍以上,同时不影响细胞活性。
而且与荧光素共同标记,彼此互不干扰。
因此,纳米金可作为多参数细胞分析和分选的有效标记物,分析各类细胞表面标志和细胞内含物。
1.4应用于斑点免疫金银染色技术斑点免疫金银染色法(Dot-IGS / IGSS)是将斑点ELISA与免疫纳米金结合起来的一种方法。
将蛋白质抗原直接点样在硝酸纤维膜上,与特异性抗体反应后,再滴加纳米金标记的第二抗体,结果在抗原抗体反应处发生金颗粒聚集,形成肉眼可见的红色斑点,此称为斑点免疫金染色法(Dot-IGS)。
此反应可通过银显影液增强,即斑点金银染色法(Dot-IGS/IGSS)。
1.5应用于免疫印迹技术免疫印迹技术(immunoblotting,IBT)也称为免疫转印技术[6],其原理是根据各种抗原分子量大小不同,在电泳中行走的速度不同,因而在硝酸纤维素膜上占据的位置也不同;把含有特异性抗体的血清和这一薄膜反应,那么特异性的抗原抗体反应就显色。
而纳米金免疫印迹技术相比酶标记免疫印迹技术具有简单、快速、具有相当高的灵敏度。
而且应用纳米金将硝酸纤维素膜上未反应抗体进行染色,评估转膜效率,校正抗原-抗体反应的光密度曲线,即可进行定量免疫印迹测定[7]。
1.6应用于斑点金免疫渗滤测定技术斑点金免疫渗滤测定法(dot immuno-gold filtration assay,DIGFA)是斑点免疫测定法(dot immunoboding assay,DIBA)中的一种,是1982 年由Hawkes 等人在免疫印迹技术基础上改良发展起来的一项免疫学新技术。
其原理完全同斑点免疫金染色法,只是在硝酸纤维膜下垫有吸水性强的垫料,即为渗滤装置。
在加抗原(抗体)后,迅速加抗体(抗原),再加金标记第二抗体,由于有渗滤装置,反应很快,在数分钟内即可显出颜色反应[8]。
与斑点免疫渗滤测定法(d o timmunotictration assay,DIFA )相比, 所不同的是免加底物液,直接由红色胶体金探针显色,结果鲜艳,背A u图1 纳米金溶胶中金粒子的双电层结构Fig.1 Structure of double electrode layer of nano gold colloids图2 斑点免疫渗滤装置原理图Fig.2 Structure of DIFA device样品硝酸纤维膜塑料盒装置吸收介质景更清楚,可以在室温下保存。
该方法已成功地应用于人的免疫缺陷病病毒(HIV)的检查[9]和人血清中甲胎蛋白的检测[10]。
目前使用的有HCG 试剂盒,AFP 试剂盒,消化道肿瘤筛检试剂盒。
1.7应用于免疫层析技术免疫层析法(gold immunochromatography assay,GICA)[11-12]是将各种反应试剂以条带状固定在同一试纸条上,待检标本加在试纸条的一端,将一种试剂溶解后,通过毛细作用在层析条上渗滤、移行并与膜上另一种试剂接触,样品中的待测物同层析材料上针对待测物的受体(如抗原或抗体)发生特异性免疫反应。
层析过程中免疫复合物被截留、聚集在层析材料的一定区域(检测带),通过可目测的纳米金标记物得到直观的显色结果。
而游离标记物则越过检测带,达到与结合标记物自动分离之目的。
G I C A 特点是单一试剂,一步操作,全部试剂可在室温长期保存。
这种新的方法将纳米金免疫检测试验推进到一个崭新的阶段。
2纳米金技术在食品安全快速检测中的应用目前食品检测分析一般采用化学分析法(CA)、薄层层析法(T L C )、气相色谱法(G C )、高效液相色谱法(H P L C ),但需要繁琐、耗时的前处理,样品损失也较大。
相对于灵敏度较低的C A 和T L C 方法,G C 、H P L C 的灵敏度较高,但操作技术要求高、仪器昂贵,并不适合现场快速测定和普及,而以纳米金为免疫标记物的检测技术正弥补了这些技术的缺点,在现代食品分析检测中的运用也越来越多。