分子印跡傳感器在肉品安全檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)展

王 強(qiáng)，杜洪振，韓 格，陳 倩，孔保華

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030）

隨著人們生活水平及對(duì)食品安全的關(guān)注度提高，食品安全檢測(cè)已成為關(guān)乎人類(lèi)健康的世界性挑戰(zhàn)，尤其是在經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平較低的發(fā)展中國(guó)家。中國(guó)是一個(gè)肉品加工和消費(fèi)大國(guó)，肉品的安全問(wèn)題不容忽視。肉及肉制品中的危害因素主要分為化學(xué)危害和生物危害兩類(lèi)?；瘜W(xué)危害主要包括食品內(nèi)源性的天然毒素（如組胺和沙希毒素）、農(nóng)藥和獸藥的殘留（如樂(lè)果和氯霉素）、環(huán)境污染物（如三丁基錫）以及濫用的添加劑（如蘇丹二號(hào)和三聚氰胺）等[1]；而生物危害是由真菌、細(xì)菌和病毒引起的各種污染[2]。目前關(guān)于肉類(lèi)及肉制品中有害物質(zhì)的檢測(cè)已有許多成熟的技術(shù)，例如富集過(guò)程的固相萃取柱、檢測(cè)過(guò)程使用的高效液相色譜、氣相色譜、高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用等[1]。然而，這些技術(shù)都有其固有的局限性，如傳統(tǒng)固相萃取柱中使用的吸附劑通常對(duì)復(fù)雜基質(zhì)中的特定分析物缺乏選擇性，導(dǎo)致目的物萃取率較低。而氣相色譜-質(zhì)譜和液相色譜-質(zhì)譜等儀器操作繁瑣，存在檢測(cè)成本高、檢測(cè)耗時(shí)、需要實(shí)驗(yàn)室或特定的場(chǎng)所等問(wèn)題，從而限制了它們的應(yīng)用[3]。因此，尋找一種高效、靈敏和低成本，且具有重復(fù)及高特異性的檢測(cè)方法成為了肉類(lèi)工業(yè)較為關(guān)注的問(wèn)題。

分子印跡技術(shù)（molecular imprinting technology，MIT）是制備具有特殊空間結(jié)構(gòu)的分子印記聚合物（molecularly imprinted polymers，MIP）的技術(shù)手段，MIT是以需檢測(cè)的目標(biāo)分子為模板，選用最合適的功能單體與目標(biāo)模板通過(guò)互補(bǔ)作用結(jié)合，最后在交聯(lián)劑和引發(fā)劑的作用下進(jìn)行聚合物的固定，從而在聚合物中形成具有特定三維空間結(jié)構(gòu)的分子識(shí)別位點(diǎn)的過(guò)程[4]。通過(guò)分子印跡聚合過(guò)程得到的MIP能夠利用自身特有的空間結(jié)構(gòu)，選擇性地識(shí)別分析物中的模板分子。由于其互補(bǔ)的三維空間結(jié)構(gòu)決定了該技術(shù)具備特異性識(shí)別能力，使其具備一定的應(yīng)用價(jià)值[5]。MIP具有廣泛的應(yīng)用性，已被應(yīng)用在分離提純、免疫分析、化學(xué)傳感、食品安全、環(huán)境檢測(cè)和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域[6]。MIT已經(jīng)能夠有效識(shí)別很多種類(lèi)的模板，包括無(wú)機(jī)離子、藥物、核酸、蛋白質(zhì)和病毒，甚至細(xì)胞[7]也可作為模板分子。隨著MIT的發(fā)展，將MIT與傳感器相結(jié)合形成為一種新的吸附檢測(cè)方法，為生物傳感器提供了一種新的替代策略，并且這種策略具有操作便捷、性能穩(wěn)定、特異性強(qiáng)、靈敏度高以及低成本等優(yōu)點(diǎn)[8-9]。本文分別從MIP的制備、所結(jié)合傳感器的分類(lèi)以及在肉品中的檢測(cè)應(yīng)用這3 個(gè)方面進(jìn)行綜述，并著重介紹分子印跡傳感器在肉品領(lǐng)域中對(duì)獸藥殘留、禁用藥品以及生物胺含量的安全檢測(cè)，為分子印跡傳感器更好地應(yīng)用于肉品檢測(cè)領(lǐng)域提供參考。

1 分子印跡聚合物的制備

1.1 分子印跡聚合物的制備機(jī)理

MIP的制備過(guò)程大體可分為3 個(gè)步驟。首先，使模板分子與功能單體之間通過(guò)作用力形成穩(wěn)定的模板分子-功能單體復(fù)合物；其次，在模板分子-功能單體復(fù)合物中加入交聯(lián)劑、引發(fā)劑和致孔劑（溶劑），用光或熱引發(fā)，使模板分子-功能單體復(fù)合物周?chē)a(chǎn)生聚合反應(yīng)，形成高度交聯(lián)的三維聚合物[2]；最后，用適當(dāng)?shù)姆椒ㄏ疵摶蚍蛛x聚合物中的模板分子。經(jīng)過(guò)洗脫，聚合物中會(huì)形成與模板分子結(jié)構(gòu)相匹配的三維結(jié)構(gòu)。這些空穴結(jié)構(gòu)使得MIP能夠特異性地識(shí)別并結(jié)合模板分子[3]，聚合過(guò)程如圖1所示[10]。

圖1 MIT的基本原理[10]Fig. 1 Basic principle of molecular imprinting technology[10]

1.2 聚合的關(guān)鍵控制點(diǎn)

MIP的特異性吸附能力和印跡容量主要取決于功能單體和交聯(lián)劑的選擇[11]。聚合過(guò)程中功能單體的選擇要考慮其與模板分子的作用力類(lèi)型。要根據(jù)模板分子的特殊結(jié)構(gòu)選擇能與其成鍵的功能單體，且成鍵的結(jié)合力要適中，結(jié)合力過(guò)大會(huì)導(dǎo)致洗脫困難，過(guò)小則會(huì)出現(xiàn)非特征結(jié)合，從而降低其選擇性[12]。根據(jù)模板分子與功能單體聚合過(guò)程中的受力類(lèi)型，可將聚合分為共價(jià)型和非共價(jià)型。共價(jià)聚合是指功能單體和模板分子的聚合作用過(guò)程通過(guò)可逆共價(jià)鍵來(lái)完成,所制備聚合物的識(shí)別過(guò)程也通過(guò)共價(jià)鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)[13]。非共價(jià)型聚合作用則是依靠非共價(jià)相互作用,如氫鍵、離子鍵、金屬離子螯合及疏水相互作用等，使模板分子與功能單體形成穩(wěn)定的共聚物[14]。交聯(lián)劑選擇必須考慮其在溶劑中的溶解性，交聯(lián)劑的作用是保持聚合物的特殊空間構(gòu)象，一般的交聯(lián)度為70%～90%[15]。在進(jìn)行MIP合成時(shí)需要選取適當(dāng)?shù)木酆鲜侄芜M(jìn)行聚合作用。較為常用的聚合方法有本體聚合、沉淀聚合、懸浮聚合、原位聚合以及最新的表面分子印跡聚合法[16]。在開(kāi)發(fā)新型聚合物時(shí)要考慮溶解性和結(jié)合力等因素。應(yīng)該選擇最合適的聚合方法，以免造成合格率低、穩(wěn)定性差或失敗的結(jié)果。

2 分子印跡傳感器的分類(lèi)

分子印跡傳感器工作原理與生物傳感器一致。生物傳感器是由識(shí)別元件和信號(hào)轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。識(shí)別元件的主要作用是識(shí)別并結(jié)合目標(biāo)分子[17]。信號(hào)轉(zhuǎn)換器將識(shí)別元件感知到的物理信號(hào)或化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換成可輸出的信號(hào)。分子印記傳感器就是將MIP作為識(shí)別元件同傳感器技術(shù)結(jié)合起來(lái)的一項(xiàng)技術(shù)，其工作原理如圖2所示。MIP的出現(xiàn)成功地填補(bǔ)了傳統(tǒng)生物傳感器生物識(shí)別元件對(duì)使用環(huán)境要求高的缺陷，從而使分子印跡傳感器取代傳統(tǒng)生物傳感器成為必然的趨勢(shì)，為環(huán)境監(jiān)測(cè)、藥物分析、基因檢測(cè)和生命科學(xué)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的支撐[18]。分子印記傳感器根據(jù)轉(zhuǎn)換器的測(cè)定原理不同，可分為光學(xué)傳感器，電化學(xué)傳感器和質(zhì)量傳感器等，實(shí)際應(yīng)用時(shí)要根據(jù)應(yīng)用環(huán)境及條件選擇最適合的傳感器類(lèi)型[19]。分子印跡與傳感器的結(jié)合已經(jīng)非常廣泛，圖3總結(jié)了已經(jīng)應(yīng)用在食品領(lǐng)域中的傳感器類(lèi)型[9]。

圖2 分子印跡傳感器的基本原理Fig. 2 Fundamental principles of MIP-based sensors

圖3 常用的分子印跡傳感器的分類(lèi)Fig. 3 Classification of commonly used MIP-based sensors

2.1 分子印跡光學(xué)傳感器

光學(xué)傳感器是基于測(cè)定材料中的光學(xué)屬性并將檢測(cè)體系中的光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為分析信號(hào)的一種傳感檢測(cè)器，其中分子印跡在識(shí)別分析物方面發(fā)揮作用，從而改變材料的光學(xué)屬性。根據(jù)光信號(hào)源的不同，基于MIP的光學(xué)傳感器可分為兩種類(lèi)型[20]，第一種是分子印跡親和傳感器，可用于檢測(cè)具有固有光學(xué)特性（例如熒光和折射率）的分析物[5]。熒光檢測(cè)是親和傳感器中最常用的，其利用的是目標(biāo)分子和熒光團(tuán)之間電子到空穴的轉(zhuǎn)移引起的熒光猝滅[14]。其中量子點(diǎn)和碳點(diǎn)是常用的熒光團(tuán)[21-22]。Wang Wenjun等[23]通過(guò)溶膠-凝膠技術(shù)開(kāi)發(fā)了一種雙功能MIP涂層紙傳感器，用于水溶液中諾氟沙星的快速熒光和目視分析。Kazemifard等[24]利用鑲嵌在二氧化硅MIP中的綠色合成碳點(diǎn)作為快速選擇性熒光傳感器測(cè)定果汁中的噻菌靈。分子印跡光子晶體也是親和傳感器中常用的類(lèi)型，分子印跡光子晶體傳感器的這種光學(xué)衍射特性可通過(guò)外部刺激（特定的物質(zhì)的濃度）可逆地調(diào)節(jié)，不同濃度的被檢測(cè)物會(huì)出現(xiàn)不同的吸收峰[25]。光子晶體是至少兩種不同折射率的介質(zhì)周期性排列而成的人工微結(jié)構(gòu)，通過(guò)改變其平均折射率或晶格間距等參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)光的轉(zhuǎn)換[26]。Wang Yifei等[27]開(kāi)發(fā)了一種分子印跡二維光子晶體水凝膠傳感器，用于快速篩選牛奶中的抗生素。除上述技術(shù)外，表面增強(qiáng)拉曼散射、共振光散射和表面等離子體共振等技術(shù)也與MIT廣泛結(jié)合[9]。Wang Mingchao等[28]將表面增強(qiáng)拉曼散射檢測(cè)技術(shù)、膜分離技術(shù)和MIT相結(jié)合，提高了選擇性檢測(cè)水中鹽酸恩諾沙星的靈敏度和選擇性。Cakir等[29]將分子印跡分別與石英晶體微天平和表面等離子體共振傳感器結(jié)合，用于進(jìn)行蘋(píng)果中2,4-二氯苯氧乙酸的高靈敏度和選擇性檢測(cè)。Guerreiro等[30]將兩種復(fù)雜基質(zhì)（紅酒和唾液）相互作用，結(jié)合金納米盤(pán)上的局部表面等離子體共振和MIP作為感官分析的替代方法，對(duì)葡萄酒的收斂性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。第二種光學(xué)傳感器是光電分子印跡傳感器，其工作機(jī)制依賴(lài)于報(bào)告單體（具有光學(xué)性質(zhì)）能夠感知周?chē)h(huán)境的變化并對(duì)分析物的存在做出反應(yīng)[31]。光電分子印跡傳感器可產(chǎn)生與目標(biāo)分析物的濃度成比例的光學(xué)響應(yīng)，而沒(méi)有非特異性副反應(yīng)[14]。現(xiàn)階段已經(jīng)有研究將光電傳感器與智能手機(jī)檢測(cè)相結(jié)合，用于食品安全快速檢測(cè)[32]。

2.2 分子印跡電化學(xué)傳感器

電化學(xué)傳感器是基于待測(cè)物的電學(xué)性質(zhì)并將待測(cè)物化學(xué)信號(hào)變成電學(xué)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的一種傳感器。電化學(xué)傳感器可以將分析物與電極表面上受體間的相互作用轉(zhuǎn)換為傳感器的分析信號(hào)。這種作用可以影響到電流、電壓、電導(dǎo)率、電容甚至阻抗[32]。電化學(xué)傳感器系統(tǒng)是由工作電極、參考電極和反電極組成的三電極結(jié)構(gòu)[5]。其中，工作電極在電化學(xué)傳感器中起著至關(guān)重要的作用，而參考電極的傳質(zhì)和導(dǎo)電性優(yōu)化了電化學(xué)傳感器的性能。當(dāng)下在食品領(lǐng)域使用的電化學(xué)傳感器中比較流行的電極是玻璃碳電極[33]、絲網(wǎng)印刷碳電極[34]、絲網(wǎng)印刷金電極和用激光誘導(dǎo)石墨烯技術(shù)[35]及去合金[36]技術(shù)構(gòu)建的精細(xì)3D結(jié)構(gòu)的電極。Aghoutane等[37]以馬拉硫磷為模板分子開(kāi)發(fā)了一種基于絲網(wǎng)印刷金電極的MIP電化學(xué)傳感器，用于檢測(cè)橄欖油和水果中的馬拉硫磷。Jafari等[38]利用氯唑西林抗生素為模板分子合成MIP，又結(jié)合氧化石墨烯-金納米復(fù)合材料合成了分子印跡金納米電化學(xué)傳感器，用其檢測(cè)牛奶樣品中抗生素氯唑西林。到目前為止電化學(xué)傳感器仍然是最受歡迎的，主要原因是其操作簡(jiǎn)單、易于生產(chǎn)且成本較低。

2.3 分子印跡質(zhì)量敏感傳感器

質(zhì)量敏感傳感器的工作原理是通過(guò)測(cè)定傳感器體系質(zhì)量的微小變化，或測(cè)定由傳感器體系質(zhì)量改變引起的聲波參數(shù)變化來(lái)獲得待測(cè)物質(zhì)的質(zhì)量和濃度等信息的一種傳感器[14]，多應(yīng)用于蛋白質(zhì)、病毒和細(xì)菌等質(zhì)量相對(duì)較大的大分子靶標(biāo)[9]?，F(xiàn)階段質(zhì)量敏感傳感器應(yīng)用還是較少，傳感機(jī)制主要依靠壓電現(xiàn)象。食品領(lǐng)域所應(yīng)用的質(zhì)量敏感傳感器較為常見(jiàn)的當(dāng)屬石英晶體微天平[39]和微懸臂傳感器。Feng Fan等[40]就開(kāi)發(fā)了一種基于MIP的新型石英晶體微天平傳感器陣列，同時(shí)用于檢測(cè)豬尿中克倫特羅（瘦肉精）及其代謝物，檢出限為30 ng/mL，低于食品法典委員會(huì)規(guī)定的10 μg/L殘留量。

2.4 分子印跡傳感器陣列

分子印跡傳感器陣列是指一種或多種分子印跡傳感器按照一定的排列順序構(gòu)成的具有一定功能和作用的整體，通過(guò)傳感器的集成實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)采集和提取[41]。例如，早期的人工傳感器陣列是由低選擇性、非特異性的多傳感器組裝而成，如電子鼻和電子舌[42]。分子印跡陣列傳感器已被證明是將適度選擇性的傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)楦哌x擇性和高分辨率傳感器的有效方法。開(kāi)發(fā)新的傳感器陣列的主要挑戰(zhàn)是收集足夠數(shù)量的識(shí)別元件，這些識(shí)別元件對(duì)分析物具有不同的親和力。而MIP作為傳感器陣列中的識(shí)別元件具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)選擇印跡過(guò)程中的模板，可以快速、廉價(jià)地制備具有不同選擇性的聚合物，并以不同的選擇性模式進(jìn)行調(diào)節(jié)。陣列模式還有助于補(bǔ)償MIP傳感器的低選擇性和高交叉反應(yīng)性[41]。分子印跡陣列的主要優(yōu)點(diǎn)是，它可以選擇選擇性差、交叉反應(yīng)性高的單個(gè)傳感元件，并產(chǎn)生具有高選擇性和分辨率的傳感器，分子印跡陣列的制備及原理如圖4所示[41]。

圖4 傳感器陣列的分子印跡材料制備和使用原理[41]Fig. 4 Preparation and application principles of molecularly imprinted materials for sensor arrays[41]

MIP是在模板分子存在下形成的交聯(lián)聚合物。模板的去除產(chǎn)生對(duì)模板分子具有親和力和選擇性的結(jié)合腔。這種模板化印跡工藝能夠通過(guò)在印跡工藝中使用不同的模板來(lái)快速制備具有不同結(jié)合選擇性的聚合物陣列[43]。MIP陣列可以快速制備，并具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性。綜上，在傳感器陣列中使用MIP有可能極大地加快開(kāi)發(fā)進(jìn)程。Lin Zhengzhong等[44]就開(kāi)發(fā)了基于MIP的光子晶體傳感器陣列，用于多種磺胺類(lèi)藥物的同時(shí)識(shí)別，準(zhǔn)確率高達(dá)90.9%。

除上述幾種類(lèi)型的分子印跡傳感器外，較為常見(jiàn)的分子印跡傳感器還有仿生酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（enzymelinked immunosorbent assay，ELISA）法[45]，無(wú)論上述是哪一種傳感器都有其獨(dú)特的識(shí)別優(yōu)點(diǎn)。例如，光學(xué)傳感器在痕量分析過(guò)程中能夠提供較低的檢測(cè)限和高靈敏度，質(zhì)量敏感或聲學(xué)系統(tǒng)能夠提供更合適的動(dòng)態(tài)范圍，電化學(xué)傳感器則易于生產(chǎn)、成本低，而陣列傳感器具有高選擇性、高交叉反應(yīng)性和高分辨率。因此，要根據(jù)檢測(cè)物的狀態(tài)和性質(zhì)選擇最適合的分子印跡傳感器才能得到最佳的檢測(cè)效果。

3 分子印跡傳感器在肉類(lèi)安全檢測(cè)中的應(yīng)用

分子印跡傳感器因其有制備簡(jiǎn)單、價(jià)格低、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛地開(kāi)發(fā)，現(xiàn)已適用于肉中獸藥殘留、禁用藥品及生物胺含量的檢測(cè)。

3.1 肉品中獸藥殘留的檢測(cè)應(yīng)用

由于飼料藥物添加劑特別是亞治療劑量的各類(lèi)獸藥在畜牧生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，畜產(chǎn)品中殘留的藥物對(duì)于環(huán)境及公眾健康構(gòu)成的潛在危害已成為嚴(yán)重的問(wèn)題。為保障食物安全、人類(lèi)健康、環(huán)境衛(wèi)生以及正常出口貿(mào)易，控制獸藥在動(dòng)物源食品中的殘留問(wèn)題已成為當(dāng)務(wù)之急[46]。分子印記傳感器可以完全按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)肉進(jìn)行安全性檢測(cè)，為獸藥殘留問(wèn)題提供了新的策略及參考。

3.1.1 對(duì)磺胺類(lèi)藥物的檢測(cè)

磺胺類(lèi)藥物是一廣譜的抗生素藥物，但由于畜牧養(yǎng)殖業(yè)的濫用導(dǎo)致了一些動(dòng)物源性食品中磺胺類(lèi)藥物嚴(yán)重超標(biāo)[47]。趙玲鈺等[48]以磺胺嘧啶為模板分子，選擇鄰氨基苯酚為功能單體，利用檸檬酸三鈉還原氯金酸制備納米金溶膠和羧基化多壁碳納米管修飾玻碳電極，成功制備了磺胺嘧啶分子印跡電化學(xué)傳感器，并將該傳感器應(yīng)用于實(shí)際肉樣中進(jìn)行快速檢測(cè)。實(shí)際測(cè)定得出檢出限為3.3h10－9mol/L，樣品加標(biāo)平均回收率在83.5%～97.8%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差不大于4.0%，可用于動(dòng)物源性食品中磺胺嘧啶藥物的殘留檢測(cè)。Li Lei等[49]以磺胺胍為模板、甲基丙烯酸為單體、乙二醇二甲基丙烯酸酯為交聯(lián)劑，分散的二氧化硅微球?yàn)楣庾泳w，通過(guò)分子印跡法制備了光子晶體傳感器并用于檢測(cè)魚(yú)肉中的磺胺胍，其檢測(cè)限為2.8h10－10mol/L，反應(yīng)時(shí)間僅為5 min，與磺胺類(lèi)化合物相比，該傳感器對(duì)磺胺胍具有更高的特異性。這一發(fā)現(xiàn)表明分子印跡傳感器也可以用于檢測(cè)具有復(fù)雜基體的食品樣品。

3.1.2 對(duì)喹諾酮類(lèi)藥物的檢測(cè)

恩諾沙星是國(guó)家指定的專(zhuān)用獸藥，但對(duì)肉中的殘留量是有要求的，現(xiàn)已作為國(guó)家指定的抽檢項(xiàng)目。秦思楠等[50]以恩諾沙星為模板分子、鄰苯二胺和鄰氨基苯酚為復(fù)合功能單體，在醋酸鈉緩沖液中采用電聚合法在玻碳電極表面制備了能夠特異識(shí)別模板分子的分子印跡電化學(xué)傳感器。采用該傳感器對(duì)實(shí)際樣品雞肉、豬肉中的恩諾沙星進(jìn)行檢測(cè)，檢出限為7.0h10－7mol/L，加標(biāo)回收率在83.2%～92.7%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.0%～4.8%之間（n＝5），電極連續(xù)使用20 次之后傳感器性能良好。這充分說(shuō)明該傳感器穩(wěn)定性好、靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)，可用于食品樣品中恩諾沙星殘留量的檢測(cè)。

3.1.3 對(duì)苯并咪唑類(lèi)藥物的檢測(cè)

甲苯咪唑被用于畜類(lèi)動(dòng)物驅(qū)蟲(chóng)，但往往被違規(guī)添加。Cai Yi等[4]首次以甲苯咪唑和福貝里達(dá)唑?yàn)槟０搴铣闪藘煞NMIP，并研究了它們對(duì)8 個(gè)咪唑的識(shí)別機(jī)理，確定了最優(yōu)的聚合物，然后在傳統(tǒng)的96 孔板上制備了基于MIP的微滴度化學(xué)發(fā)光傳感器，用于測(cè)定牛肉和羊肉樣品中的殘留量，結(jié)果表明該傳感器具有超高的靈敏度和較短的檢測(cè)時(shí)間，可重復(fù)使用4 次。不過(guò)此分子印跡傳感器也存在不足，如一個(gè)肉類(lèi)樣品中含有8 個(gè)咪唑中的任何一個(gè)都可以被確定為陽(yáng)性，但該傳感器依然可作為快速篩選大量肉樣中咪唑殘留物的有用工具。

3.1.4 對(duì)同化激素類(lèi)藥物的檢測(cè)

環(huán)境雌激素（environmental estrogens，EE）可以通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，即使是低質(zhì)量濃度（＞5 ng/L）下也可以對(duì)人體造成不利的影響，如生長(zhǎng)異常、內(nèi)分泌系統(tǒng)紊亂、誘發(fā)癌癥[51]等。Wen Tao等[52]將納米孔金膜固定在金電極表面，形成納米孔電極，然后用電聚合的方法將MIP合成到納米孔基電極上，形成了基于納米孔基的MIP電化學(xué)傳感器，用其對(duì)肉樣中的17β-E2進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明檢測(cè)范圍為1h10－12～1h10－5mol/L，檢測(cè)下限為1h10－13mol/L，加標(biāo)回收率為95.1%～106.0%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差低于6.09%。所開(kāi)發(fā)的基于納米孔的分子印跡電化學(xué)傳感器具有簡(jiǎn)單、靈敏和特異的特點(diǎn)，可用于食品樣品的17β-E2檢測(cè)和監(jiān)測(cè)。

3.1.5 對(duì)硫脲類(lèi)藥物的檢測(cè)

甲硫基咪唑攝入過(guò)多可引起甲狀腺功能低下，對(duì)人體健康存在很大威脅。Zhao Xiaolei等[53]提出了一種基于中空分子印跡石英晶體微天平傳感器的甲硫基咪唑檢測(cè)方法，其中以空心二氧化硅微球?yàn)榛|(zhì)支撐材料，甲硫基咪唑?yàn)槟０宸肿?，首次通過(guò)表面印跡技術(shù)制備了中空印跡聚合物，又將其涂覆在Au芯片表面后，制作了中空MIP石英晶體微天平傳感器，并用此方法對(duì)牛肉和豬肉中的甲硫基咪唑含量進(jìn)行了檢測(cè)，整個(gè)分析過(guò)程可在8 min內(nèi)完成。該傳感器具有高靈敏度，檢出限為3 μg/L，回收率為88.32%～107.96%，該研究具有更快的傳質(zhì)速率、更高的吸附容量以及較高的靈敏度，為食品樣品中甲硫基咪唑的檢測(cè)提供了一種有效、快速和準(zhǔn)確的方法。

3.2 肉品中禁用藥品的檢測(cè)應(yīng)用

2019年12月27日，孔雀石綠及氯霉素等獸藥被列入食品動(dòng)物中禁止使用的藥品及其他化合物清單，但由于其作用效果好，仍然有違禁添加的情況爆出[54]。

3.2.1 對(duì)氯霉素的檢測(cè)

氯霉素被廣泛用于治療動(dòng)物的各種細(xì)菌感染，但是動(dòng)物源食品中任何水平的氯霉素對(duì)消費(fèi)者都具有危害作用[55]。Jia Bingjie等[56]通過(guò)MIT在磁性石墨烯表面聚合氯霉素特異性分子印跡微球，并將該MIP作為識(shí)別試劑和能量的受體，開(kāi)發(fā)出了一種化學(xué)發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移平臺(tái)。利用優(yōu)化后的平臺(tái)對(duì)肉類(lèi)樣品中氯霉素的殘留量進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果表明肉樣中氯霉素的檢出限為2.0 pg/g，且化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度與氯霉素濃度呈正相關(guān)，一次測(cè)定可以在10 min內(nèi)完成，并且磁性復(fù)合物可以重復(fù)使用至少30 次。此外，Jia Bingjie等[56]還進(jìn)行了氯霉素及甲砜霉素和氟苯尼考之間的競(jìng)爭(zhēng)性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了MIP的特異性。這說(shuō)明該平臺(tái)可以作為一種快速、簡(jiǎn)便、靈敏、準(zhǔn)確、可循環(huán)利用的工具來(lái)篩選肉類(lèi)中氯霉素殘留。

3.2.2 對(duì)孔雀石綠的檢測(cè)

孔雀石綠具有很好的殺菌殺蟲(chóng)效果，常被違禁添加于水產(chǎn)品中。Li Lu等[57]利用MIP膜作為仿生抗體，建立了一種高選擇性、高靈敏度的檢測(cè)孔雀石綠的ELISA法。此方法在96 孔微板的10 個(gè)表面上制備了基于多巴胺自聚合的MIP膜，建立了直接競(jìng)爭(zhēng)的ELISA法，靈敏度達(dá)到10.31 μg/L，檢測(cè)限為0.3 μg/L，孔雀石綠標(biāo)準(zhǔn)加標(biāo)測(cè)試平均回收率為88.8%（鱸魚(yú)），相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于3.6%。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知該方法具有靈敏度高和檢出限低的優(yōu)點(diǎn)，且所建立的方法可以快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)魚(yú)和水樣中的孔雀石綠。

3.3 肉品中生物胺含量的檢測(cè)應(yīng)用

生物胺是一類(lèi)具有生物活性、含氨基的低分子質(zhì)量化合物[58]。大多數(shù)食品中都含有生物胺，按照來(lái)源可分為內(nèi)源生物胺和外源生物胺。內(nèi)源生物胺是在不同組織中合成的具有調(diào)節(jié)功能的神經(jīng)遞質(zhì)，外源生物胺是氨基酸在酶的作用下形成的胺類(lèi)化合物。適量的生物胺對(duì)人體的各種生理機(jī)能有調(diào)節(jié)作用，只有在體內(nèi)積聚達(dá)到高水平或攝入量過(guò)高時(shí)才會(huì)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生傷害。當(dāng)人體攝入8～40 mg組胺時(shí)就會(huì)產(chǎn)生輕微中毒癥狀，超過(guò)40 mg產(chǎn)生中等中毒癥狀，超過(guò)100 mg則產(chǎn)生重度中毒癥狀[58]。而肉及肉制品在加工和貯藏過(guò)程中其所含的氨基酸、寡肽等在乳桿菌屬、腸球菌屬、腸桿菌屬、假單胞菌屬、片球菌屬和乳球菌屬等可分泌氨基酸脫肽酶的微生物作用下轉(zhuǎn)化為生物胺，且能不斷積累。當(dāng)生物胺積累過(guò)量的食物被食用時(shí)會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生不良反應(yīng)甚至造成中毒[59]。分子印跡傳感器可以對(duì)肉品中的生物胺實(shí)現(xiàn)定量的檢測(cè)，為保障食品安全提供了新的策略及參考。

3.3.1 對(duì)酪胺的檢測(cè)

酪胺在食物中廣泛存在，適當(dāng)?shù)臄z入酪胺對(duì)身體是有益的，但是當(dāng)攝入過(guò)量的酪胺時(shí)會(huì)有很?chē)?yán)重的中毒反應(yīng)。Zhang Dianwei等[60]以氨基丙基三乙氧基硅烷作為功能單體、正硅酸乙酯作為交聯(lián)劑、甲醇為洗脫劑，利用反向微乳液聚合的方法合成酪胺光學(xué)傳感器。當(dāng)酪胺分子與MIP結(jié)合時(shí)，光學(xué)量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度被猝滅，從基質(zhì)中提取酪胺后熒光恢復(fù)。在優(yōu)化的條件下用其檢測(cè)發(fā)酵肉制品中的酪胺并使用組胺、色胺和β-苯乙胺進(jìn)行特異性檢測(cè)，結(jié)果顯示，當(dāng)酪胺含量從35 μg/kg增加到35 000 μg/kg時(shí)，光敏法的相對(duì)熒光強(qiáng)度線性增加，檢測(cè)限為7.0 μg/kg，且MIP在乙醇介質(zhì)中對(duì)酪胺的熒光響應(yīng)遠(yuǎn)大于對(duì)其他類(lèi)似物的熒光響應(yīng)。Khan等[61]成功地構(gòu)建了一種穩(wěn)定的基于氧化石墨烯的電化學(xué)傳感器，使用微分脈沖伏安法定量檢測(cè)肉制品中的酪胺含量。先將氧化石墨烯納米片沉積在3-氨丙基三乙氧基硅烷修飾的銦錫氧化物涂層玻璃板上，再以Fe(CN6)－3或Fe(CN6)－4為氧化還原探針進(jìn)行還原，以銦錫氧化物/3-氨丙基三乙氧基硅烷/電化學(xué)還原氧化石墨烯為修飾電極，采用循環(huán)伏安法和電化學(xué)阻抗來(lái)研究傳感器的電化學(xué)響應(yīng)特性，并將改進(jìn)后的元件用于肉樣中的酪胺檢測(cè)，結(jié)果成功檢測(cè)到市售真實(shí)樣品中的酪胺。

3.3.2 對(duì)組胺的檢測(cè)

組胺是一種神經(jīng)遞質(zhì)，組胺和H1受體之間的相互作用可以導(dǎo)致血壓下降和肌肉收縮，組胺的H2受體與胃酸的分泌有關(guān)[62]。攝取富含組胺的食物可引發(fā)組胺毒性，表現(xiàn)為惡心、頭痛、腹瀉和哮喘。Gao Fang等[63]利用組胺與甲基丙烯酸聚合，在聚合后將MIP固定在聚氯乙烯（polyvinyl chloride，PVC）上形成MIPPVC膜，該膜用作識(shí)別元件吸附組胺，再用表面增強(qiáng)拉曼光譜檢測(cè)組胺信號(hào)，最后用金膠體溶液作洗脫溶劑從MIP-PVC膜中洗脫組胺。最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，MIPPVC與表面增強(qiáng)拉曼結(jié)合可以快速可靠地測(cè)定金槍魚(yú)罐頭中3～90 mg/kg水平的組胺。姜隨意[64]也開(kāi)發(fā)了另外一種MIP膜的電化學(xué)表面等離子體共振組胺檢測(cè)技術(shù)，組胺檢測(cè)范圍為25～1 000 ng/mL。

3.3.3 對(duì)色胺的檢測(cè)

高濃度的色胺在人體內(nèi)積累可能導(dǎo)致惡心、呼吸不適、潮熱、冷汗、心悸、頭痛、紅疹和高或低血壓等癥狀[65]。Zhang Dianwei等[66]選用了碳納米點(diǎn)和共價(jià)有機(jī)骨架結(jié)合色胺制作MIP，并通過(guò)熒光猝滅來(lái)檢測(cè)肉樣中色胺的濃度，將該系統(tǒng)用于肉類(lèi)樣品中色胺的高效定量檢測(cè)，結(jié)果表明，色胺印跡傳感器的熒光強(qiáng)度與色胺的濃度在0.025～0.400 mg/kg范圍內(nèi)呈線性關(guān)系，檢測(cè)限為7 μg/kg，用甲醇作洗脫劑，回收率為91.42%～119.80%。

綜上，分子印跡傳感器不僅可以用來(lái)檢測(cè)肉品中的獸藥殘留和禁用藥品，還可以用于肉中生物胺的定量檢測(cè)。分子印跡傳感器具有良好的印跡效應(yīng)，重復(fù)使用也能維持聚合物的空間構(gòu)型。分子印跡傳感器制作成本低、選擇性強(qiáng)，與競(jìng)爭(zhēng)性物質(zhì)相比，對(duì)印記分子有更好的特異性。分子印跡傳感器穩(wěn)定性好且操作簡(jiǎn)便，對(duì)復(fù)雜基體的食品樣品也能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確檢測(cè)。但現(xiàn)階段的研究大多數(shù)轉(zhuǎn)換信號(hào)都需要在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)定，還未實(shí)現(xiàn)結(jié)果可視化，依然有待開(kāi)發(fā)，因此，分子印跡傳感器對(duì)肉類(lèi)樣品的檢測(cè)依然還有很長(zhǎng)的路要走，降低成本、提高靈敏度以及將實(shí)驗(yàn)研究轉(zhuǎn)化為大規(guī)模生產(chǎn)都是分子印跡傳感器面臨的挑戰(zhàn)。

4 結(jié) 語(yǔ)

分子印跡作為一種吸附技術(shù)具有很好的特異性吸附效果。分子印跡與傳感器的結(jié)合更是大大地增加了技術(shù)的應(yīng)用性。分子印跡傳感器在很多領(lǐng)域都已經(jīng)大放異彩，這種檢測(cè)分析方法雖然具有通用性，但針對(duì)肉類(lèi)的安全檢測(cè)方法依然有待開(kāi)發(fā)。作為一種簡(jiǎn)便、快捷、準(zhǔn)確并且可重復(fù)使用的檢測(cè)手段，MIT優(yōu)勢(shì)明顯，未來(lái)具有更加廣泛的應(yīng)用空間，但就目前而言，分子印跡傳感器在肉品中的開(kāi)發(fā)存在不足，相信未來(lái)分子印跡傳感器的應(yīng)用將會(huì)以更快的速度發(fā)展，將來(lái)的研究應(yīng)該在以下方向?qū)崿F(xiàn)更大的突破：1）發(fā)展新的印跡技術(shù)，制備出具有高容量、高選擇性的印跡材料；2）探索大規(guī)模合成路線，以促進(jìn)MIP產(chǎn)品的商業(yè)化；3）利用計(jì)算機(jī)模擬MIP的制備過(guò)程，選擇最優(yōu)的功能單體和交聯(lián)劑，從而縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間；4）大量開(kāi)發(fā)以大分子為模板的聚合物，將分子印跡傳感器更多的應(yīng)用于大分子的檢測(cè)作用，如細(xì)菌、細(xì)胞或分子質(zhì)量大的蛋白質(zhì)；5）分子印跡傳感器與現(xiàn)代微電子和自動(dòng)化儀表技術(shù)進(jìn)行生物信號(hào)的再加工，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)果可視化，以便大規(guī)模的進(jìn)入市場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)。