量子點(diǎn)標(biāo)記免疫分析技術(shù)在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

蘇丹，吳天琪，楊雨，李曉峰，王劍輝，郝建雄，高山，胡高爽

（河北科技大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，河北 石家莊 050000）

靈敏、可靠的快速檢測(cè)技術(shù)是保障食品安全的主要環(huán)節(jié)，也是近年來(lái)研究難點(diǎn)和熱點(diǎn)[1]。目前，食品安全檢測(cè)中常用的檢測(cè)方法是儀器分析法，包括氣相色譜法（gas chromatography，GC）[2]、高效液相色譜法（high performance liquid chromatography，HPLC）[3]、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）[4]、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（high performance liquid chromatography-mass spectrometry，HPLC-MS）[5]等。盡管這些方法在食品安全檢測(cè)過(guò)程中表現(xiàn)出靈敏度高、準(zhǔn)確性好等優(yōu)點(diǎn)，然而其需要復(fù)雜的前處理過(guò)程，包括樣品的提取和濃縮，并且檢測(cè)過(guò)程中需要專(zhuān)業(yè)的操作人員來(lái)實(shí)現(xiàn)繁瑣的檢測(cè)步驟，復(fù)雜的高精度儀器設(shè)備也無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)的需求[6]。

基于抗原抗體特異性識(shí)別和可逆性結(jié)合反應(yīng)的免疫分析技術(shù)興起于20世紀(jì)70年代，是適用于特異性抗原、半抗原或抗體的快速檢測(cè)方法。該方法具有快速、特異性好、高通量、方便、低成本等特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生物、化學(xué)、食品安全等領(lǐng)域[7-9]。然而，傳統(tǒng)的免疫分析技術(shù)以酶或者膠體金等作為標(biāo)記材料，制作工藝和免疫反應(yīng)程度的不同都會(huì)導(dǎo)致酶或者膠體金等顯色效果受到影響，進(jìn)而限制了方法靈敏度的進(jìn)一步提高[10-12]。

量子點(diǎn)（quantum dots，QDs）是由元素周期表主族Ⅱ與副主族 VI（如 CdSe，CdTe，CdS 和 ZnSe）或主族Ⅲ與副主族Ⅴ（InP和InAs）元素組成的一種直徑在1 nm～20 nm，由100個(gè)～1 000個(gè)原子按某種方式排列形成的新型熒光納米材料[13]。QDs的熒光強(qiáng)度比傳統(tǒng)染料高100倍左右，且光化學(xué)穩(wěn)定性好，用于標(biāo)記探針時(shí)可提高方法的靈敏度。此外QDs具有優(yōu)良的生物兼容性，其表面經(jīng)過(guò)化學(xué)修飾后可與抗體、核酸等大分子連接后不改變其生物性質(zhì)[14]。本文針對(duì)QDs標(biāo)記免疫分析技術(shù)在食品檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，包括基于QDs的熒光免疫分析技術(shù)、免疫層析技術(shù)、免疫親和凝膠檢測(cè)柱、免疫傳感器等，以期為促進(jìn)免疫分析技術(shù)在食品檢測(cè)中的應(yīng)用提供理論支持。

1 量子點(diǎn)的制備方法

迄今研究者們建立了多種QDs的制備方法，大體分為兩種，物理方法和化學(xué)方法，其主要以化學(xué)方法為主[15]?；瘜W(xué)方法又可以細(xì)分為兩類(lèi)，分別為有機(jī)溶劑途徑和水相途徑。從有機(jī)溶劑途徑中制備的QDs具有較高的熒光量子產(chǎn)率、較窄的熒光半峰寬、較好的單分散性和穩(wěn)定性，但制備時(shí)存在試驗(yàn)成本高、操作安全性低、試劑毒性強(qiáng)等諸多缺點(diǎn)[16]。水相中制備QDs具有試劑無(wú)毒、操作簡(jiǎn)單、環(huán)境友好、重現(xiàn)性高等優(yōu)點(diǎn)[17]。同時(shí)，水相制備的QDs具有優(yōu)越的生物相容性，可以直接應(yīng)用于生物體系。然而，除CdTe、HgTe外，大部分水相制備的QDs的發(fā)光性能較差，通常需要經(jīng)過(guò)如選擇性沉淀、紫外光照、改變QDs結(jié)構(gòu)等手段提高熒光量子產(chǎn)率[18-19]。

1.1 有機(jī)溶劑中量子點(diǎn)的制備

在有機(jī)溶劑中制備QDs，主要是通過(guò)膠體化學(xué)法在有機(jī)體系中制備，該方法又稱(chēng)為有機(jī)金屬法，即用金屬有機(jī)化合物在具有配位性質(zhì)的有機(jī)溶劑環(huán)境中合成納米晶體[20]。1993年，Murray等[21]采用金屬有機(jī)法首次合成了高質(zhì)量的CdSe QDs，該方法主要是利用二甲基鎘[Cd（CH3）2]和三辛基硒膦（trioctylphosphine selenide，TOPSe）前驅(qū)體迅速加入到三正辛基氧化膦（tri-n-octylphosphine oxide，TOPO）溶劑中，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，并置于230℃～260℃的高溫條件下反應(yīng)制得單分散的CdSe QDs。這種方法雖然重復(fù)性好，得到的CdSe QDs熒光性質(zhì)穩(wěn)定，但是由于在合成過(guò)程中易爆炸，并且產(chǎn)生劇毒，在室溫條件下不穩(wěn)定，因此限制了這一方法的推廣。Liu等[22]通過(guò)有機(jī)溶劑法制備了石墨烯量子點(diǎn)（graphene quantum dots，GQDs），結(jié)果表明，具有雙鍵、苯環(huán)和雙親水性基團(tuán)的有機(jī)溶劑不需要添加催化劑或分子前驅(qū)物即可直接分解為GQDs，合成的GQDs具有較小的尺寸分布（＜3 nm）和親水表面基團(tuán)，反應(yīng)條件溫和，操作簡(jiǎn)單易行，安全性和生物相容性良好等優(yōu)點(diǎn)，使其適用于工業(yè)生產(chǎn)中。有機(jī)合成法合成的QDs量子效率高，分散性好，熒光半峰寬窄[23]。到目前為止，在高溫有機(jī)溶劑環(huán)境中合成QDs仍然是制備高質(zhì)量QDs的主要手段。

1.2 水相中量子點(diǎn)的制備

盡管在高溫有機(jī)溶劑中可以合成高質(zhì)量的單分散、高熒光量子產(chǎn)率的QDs，但這種方法得到的QDs不能直接分散于水中，因而限制了QDs在水環(huán)境以及生物體系中的直接應(yīng)用，且存在環(huán)境污染和成本高等問(wèn)題[24]。為了克服這些問(wèn)題，研究者又開(kāi)發(fā)了直接在水溶液中合成QDs的方法。水相合成法是以水作為溶劑，巰基化合物作為穩(wěn)定劑，金屬無(wú)機(jī)鹽作為原料，在較低溫度下制備水溶性QDs的常用方法，目前采用該方法合成QDs已成為一個(gè)研究的熱點(diǎn)[25]。Mrad等[26]以AgNO3、In（NO3）3、Zn（OAc）2、Na2S 為前體，3-巰基丙酸（3-mercaptopropionic acid，3-MPA）為配體，通過(guò)簡(jiǎn)單的水相合成法制備出了高熒光和顏色可調(diào)的（AgInS2）x（ZnS）1-xQDs（AIZS QDs），使 AIZS QDs作為無(wú)鎘熒光探針在生物成像或食品檢測(cè)等多種應(yīng)用中具有很高的潛力。于此同時(shí)，QDs在水相合成中也得到了廣泛的推廣，CdSe[27]、CdTe[28]、ZnSe[29]、CdTe/CdS[30]等巰基化合物穩(wěn)定的水溶性QDs都已被成功合成。但是利用水相合成QDs的反應(yīng)溫度低，使得粒子的生長(zhǎng)速度較慢，顆粒表面缺陷增加，導(dǎo)致發(fā)光效率不高。盡管如此，與有機(jī)法對(duì)比，水相法合成條件更加溫和，易控制，操作簡(jiǎn)單，成本低，合成的QDs水溶性、熱穩(wěn)定性好，適合大規(guī)模生產(chǎn)。

2 基于量子點(diǎn)標(biāo)記的免疫分析技術(shù)在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用

2.1 基于量子點(diǎn)標(biāo)記的熒光免疫分析技術(shù)

熒光免疫分析技術(shù)（fluorescent-linked immunosorbent assay，F(xiàn)LISA）是將抗原抗體結(jié)合的特異性與熒光標(biāo)記技術(shù)的靈敏性結(jié)合，并對(duì)抗原或抗體進(jìn)行定量或定性分析。QDs標(biāo)記熒光免疫分析技術(shù)是將QDs作為熒光材料與抗體或抗原偶聯(lián)，建立的方法比傳統(tǒng)的酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）靈敏度更高，操作更簡(jiǎn)便。

Zhang等[31]利用重組DNA技術(shù)和蛋白質(zhì)技術(shù)制備新型的抗黃曲霉毒素 B1（anti-aflatoxin B1，AFB1）單克隆抗體，并采用水相合成法合成了新型的CdTe/CdS/ZnS QDs，構(gòu)建了基于QDs標(biāo)記的熒光免疫分析技術(shù)，并用于檢測(cè)谷物樣品中的AFB1，該方法谷物樣品中的檢測(cè)限為0.01 ng/mL，線性范圍為0.08 ng/mL～1.97 ng/mL，該研究為食品安全檢測(cè)和基因工程抗體的改良提供了指導(dǎo)。此外，研究者們針對(duì)QDs標(biāo)記FLISA檢測(cè)多殘留物質(zhì)的研究也進(jìn)行了報(bào)道。Le等[32]建立了基于QDs的雙標(biāo)記直接競(jìng)爭(zhēng)熒光免疫分析法（direct competitive fluorescent-linked immunosorbent assay，dc-FLISA），并用于動(dòng)物組織中多酚代謝物（quinoxaline-2-carboxylic acid，QCA）和喹啉多酚代謝物（methyl-3-quinoxaline-2-carboxylic acid，MQCA） 的快速檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了在微量滴度板的一個(gè)孔中同時(shí)檢測(cè)MQCA和QCA的目的。方法針對(duì)QCA和MQCA的檢出限分別為0.05 ng/mL和0.07 ng/mL，加樣回收率分別為81.5%～98.2%（QCA）和 84.2%～95.7%（MQCA）。Song等[33]將牛奶中的鏈霉素（streptomycin，SM）、四環(huán)素（tetracycline，TC）和青霉素 G（penicillin G，PC-G）抗體與具有不同發(fā)射波長(zhǎng)（520、565 nm和610 nm）的QDs偶聯(lián)進(jìn)行直接競(jìng)爭(zhēng)熒光免疫分析。結(jié)果顯示，該方法針對(duì)3種物質(zhì)的檢測(cè)限為5 pg/mL，線性范圍分別為0.01 ng/mL～25 ng/mL、0.01 ng/mL～25 ng/mL和 0.01 ng/mL～10 ng/mL，該方法表現(xiàn)出操作簡(jiǎn)單、靈敏性好、高通量等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)多種殘留物的檢測(cè)具有廣泛的應(yīng)用前景。Zhu等[34]用熒光素酰胺功能化的CdSe/ZnS QDs作為熒光探針，建立了快速檢測(cè)四溴雙酚A（tetrabromobisphenol A，TBBPA）的比率熒光免疫分析法，在相同的激發(fā)波長(zhǎng)（490 nm）下，測(cè)定出兩種高分辨波長(zhǎng)熒光強(qiáng)度比值（OD650nm/OD522nm）的變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)TBBPA的檢測(cè)，在優(yōu)化條件下，該方法的檢出限為0.118μg/L，線性范圍為0.34 μg/L～45.34 μg/L，并且比傳統(tǒng)的ELISA低一個(gè)數(shù)量級(jí)，為快速、靈敏地分析環(huán)境中的新興污染物提供了新思路。

Zhang等[35]以CdSe/ZnS QDs為熒光標(biāo)記物，建立了檢測(cè)火鍋湯底中嗎啡含量的FLISA。在最佳條件下，該方法的檢出限為2.7×10-4mg/L。然而，由于CdSe/ZnS QDs的毒性，限制了基于QDs的FLISA技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用，因此，開(kāi)發(fā)無(wú)毒、環(huán)保的FLISA具有非常重要的研究意義。碳量子點(diǎn)（carbon quantum dots，C-Dots）作為新型熒光納米粒子，以其優(yōu)異的光穩(wěn)定性、低毒性和在水溶液中的溶解性等顯著優(yōu)勢(shì)，在生物化學(xué)和生物科學(xué)領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注。Zhang等[36]采用一步水熱法制備了具有良好穩(wěn)定性且呈藍(lán)色熒光的C-Dots（發(fā)射波長(zhǎng)為440 nm，激發(fā)波長(zhǎng)為350 nm），在此基礎(chǔ)上建立了一種靈敏、環(huán)境友好的基于C-Dots的檢測(cè)嗎啡的熒光免疫分析法（carbon quantum dotsbased fluorescence immunoassay，C-Dots-FLISA），用于定量檢測(cè)火鍋湯底中的嗎啡含量，在最佳條件下，該方法的線性范圍為3.2×10-4mg/L～10 mg/L（R2=0.992），檢出限為3×10-4mg/L。

2.2 基于量子點(diǎn)標(biāo)記免疫層析技術(shù)

免疫層析技術(shù)是建立在層析技術(shù)和抗原-抗體特異性免疫反應(yīng)基礎(chǔ)上的一項(xiàng)新興免疫檢測(cè)技術(shù)，具有靈敏度高、快速、簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，適合現(xiàn)場(chǎng)及大量樣品的檢測(cè)。與常規(guī)的膠體金免疫層析試紙條相比，QDs熒光試紙條具有更高的檢測(cè)靈敏度和更強(qiáng)的特異性，并且可以實(shí)現(xiàn)目的分子的定量分析[37]。

Wu 等[38]采用 CdSe/ZnS（核/殼）QDs標(biāo)記抗體，并建立了基于QDs的熒光橫向流動(dòng)試紙條（fluorescence lateral flow test strip，F(xiàn)LFTS），實(shí)現(xiàn)了草莓中苯并硫代蟲(chóng)甾醇的快速檢測(cè)，樣品檢測(cè)限為25 μg/L。該試驗(yàn)采用目視檢測(cè)方法結(jié)合凝膠成像儀形成定量檢測(cè)，為構(gòu)建直觀、特異、靈敏、快速檢測(cè)苯并硫代菌素方法提供了新思路。依據(jù)QDs發(fā)射波長(zhǎng)窄等特點(diǎn)，為多目標(biāo)物快速檢測(cè)方法的構(gòu)建提供了可能性，Hou等[39]利用發(fā)射波長(zhǎng)為615 nm的QDs標(biāo)記抗體，構(gòu)建了同時(shí)檢測(cè)伏馬毒素B1、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（deoxynivalenol，DON）和玉米赤霉烯酮（zearalenone，ZEN）的免疫層析技術(shù)。該方法針對(duì)3種物質(zhì)的IC50分別為12.66、12.66、0.87 ng/mL。結(jié)果表明，利用QDs修飾羧基官能團(tuán)，有利于抗體偶聯(lián)，且顯著提高了試紙條的靈敏度。

近年來(lái)，科研工作者探究了不同納米材料作為信號(hào)標(biāo)記物應(yīng)用于免疫層析技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，以其篩選最佳的信號(hào)標(biāo)記材料。Li等[40]用膠體金、QDs和聚苯乙烯微球（polystyrene microsphere，PM）作為標(biāo)記物，構(gòu)建了3種橫向流動(dòng)免疫層析法（lateral flow immunochromatographic assays，ICAs），用于檢測(cè)玉米樣品中的ZEN。結(jié)果表明，基于膠體金ICAs的檢測(cè)限（limit of detection，LOD）為 10 μg/L，基于 QDs和聚苯乙烯微球的ICAs的LOD均為1 μg/L，加標(biāo)樣品和谷物的含量分別為 60、6、6 μg/kg。因此，基于 QDs的 ICAs能夠作為ZEN快速、高特異性、高靈敏度檢測(cè)的有效工具。此外，Hu等[41]利用膠體金、QDs和上轉(zhuǎn)換納米粒子（upconversion nanoparticles，UCNPs）標(biāo)記抗體作為信號(hào)探針，建立了3種新型的免疫層析方法，并實(shí)現(xiàn)了牛奶中諾氟沙星（norfloxacin，NOR）的檢測(cè)。結(jié)果顯示，與傳統(tǒng)膠體金試劑相比，使用QDs和UCNPs作為信號(hào)探針在標(biāo)準(zhǔn)溶液和牛奶樣品中均表現(xiàn)出更高的靈敏度。因此，利用QDs和UCNPs作為熒光信號(hào)探針更適用于復(fù)雜樣品中的低濃度小分子快速、靈敏、直觀的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。Sheng等[42]利用染色聚合物微球和QDs代替?zhèn)鹘y(tǒng)的酶或膠體金標(biāo)記抗體構(gòu)建了新型的免疫層析技術(shù)，并用于動(dòng)物組織和牛奶中的恩諾沙星（enrofloxacin，ENR）的快速檢測(cè)。該方法的目測(cè)方法檢測(cè)限均為 1 μg/L，動(dòng)物組織中檢測(cè)限為 5 μg/kg，牛奶中檢測(cè)限為10 μg/L，且檢測(cè)過(guò)程（包括樣品預(yù)處理和分析）只需20 min，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于商業(yè)酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA） 的檢測(cè)時(shí)間（120 min）。

熒光共振能量轉(zhuǎn)移（fluorescence resonance energy transfer，F(xiàn)RET）是一種對(duì)于相互靠近的供體與受體通過(guò)偶極子-偶極子相互作用而產(chǎn)生的非輻射性的過(guò)程，被廣泛地應(yīng)用于生物檢測(cè)領(lǐng)域。FRET的發(fā)生需要滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件，第一，供體的發(fā)射波長(zhǎng)與受體的吸收波長(zhǎng)重疊；第二，兩者之間的距離小于10 nm。在許多生物反應(yīng)，包括DNA雜交、抗原-抗體免疫反應(yīng)、酶催化的分解反應(yīng)等，發(fā)生的條件都滿(mǎn)足上述距離的要求。因此，基于FRET的免疫分析技術(shù)可作為分析檢測(cè)的有用工具。Li等[43]采用檸檬酸和乙二胺為起始物，利用一步法制備氮摻雜碳點(diǎn)，并根據(jù)熒光共振能量轉(zhuǎn)移的原理與抗原抗體發(fā)生特異性反應(yīng)，構(gòu)建了基于碳點(diǎn)（carbon dot，CD）/銀納米顆粒（silver nanoparticle，Ag－NP）熒光猝滅體系和QDs/金納米顆粒（gold nanoparticle，AuNP）熒光猝滅體系的側(cè)流免疫層析法（fluorescence quenching lateral flow immunochromatographic assays，F(xiàn)LFIAs），并成功實(shí)現(xiàn)了動(dòng)物源性食品中ENR的快速檢測(cè)。結(jié)果表明，基于CD/AgNP的FLFIA（CFLFIA）的視覺(jué)臨界值為0.1 μg/L，基于QD/AuNP的FLFIA（Q-FLFIA）的視覺(jué)臨界值為 0.25 μg/L，結(jié)果比基于AgNP的傳統(tǒng)側(cè)流免疫層析（lateral flow immunochromatographic assays，LFIA）法的臨界值（5 μg/L）和基于AuNP的 LFIA 的臨界值（10 μg/L）更加靈敏，可作為ENR快速檢測(cè)的有效方法。

然而，上述免疫層析方法存在半定量的缺陷，為了實(shí)現(xiàn)免疫層析技術(shù)定量快速檢測(cè)目標(biāo)物的目的。Wu等[44]借助熒光閱讀器構(gòu)建了基于QDs的熒光免疫層析定量檢測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)了水稻樣品中的三唑磷的快速檢測(cè)。該方法利用熒光強(qiáng)度測(cè)試線和控制線的比值定量測(cè)定三唑磷殘留量。此方法在0.49 ng/mL～250 ng/mL內(nèi)對(duì)三唑磷具有良好的線性檢測(cè)能力，且半抑制濃度為6.97 ng/mL。

2.3 基于量子點(diǎn)標(biāo)記免疫親和凝膠檢測(cè)柱

免疫親和凝膠檢測(cè)柱（immunoaffinily chromatography test assay，IATC）是一種基于免疫親和檢測(cè)法發(fā)展起來(lái)的可視化快速檢測(cè)方法[45-46]，具有操作簡(jiǎn)便，檢測(cè)時(shí)間短，結(jié)果易于判斷，非常適用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)等特點(diǎn)[47]。傳統(tǒng)的免疫親和凝膠檢測(cè)柱利用酶催化顯色作為信號(hào)輸出模式，方法的靈敏度受到一定的限制。利用QDs的熒光信號(hào)作為新型的信號(hào)輸出模式，為提高免疫親和凝膠檢測(cè)柱的靈敏度，簡(jiǎn)化樣品處理步驟提供了新思路。

賈春蕊[48]采用活化酯法將QDs作為示蹤物標(biāo)記鄰苯二甲酸二甲酯包被抗原，通過(guò)觀察熒光強(qiáng)度的變化判定檢測(cè)結(jié)果，試驗(yàn)方法檢出限為30 μg/L，樣品檢測(cè)限為30μg/L～150 μg/L。該檢測(cè)柱與傳統(tǒng)的免疫親和凝膠檢測(cè)柱相比，特異性好，靈敏度高，且試驗(yàn)所采用的樣品前處理步驟簡(jiǎn)單，省去了加入底物顯色的步驟，為免疫親和凝膠檢測(cè)柱直接檢測(cè)食品中的殘留物質(zhì)提供了參考?；跓晒夤舱衲芰哭D(zhuǎn)移的原理，研究學(xué)者也構(gòu)建一些新型的基于QDs熒光淬滅的免疫親和凝膠檢測(cè)柱方法，用于食品中危害物的快速檢測(cè)分析。Chen等[49]利用ZnCdSe/ZnS QDs與孔雀石綠（malachite green，MG）或結(jié)晶紫（crystal violet，CV）之間的熒光共振能量轉(zhuǎn)移以及多克隆抗體對(duì)分析物的特異性吸附，構(gòu)建了一種同時(shí)檢測(cè)水產(chǎn)品中殘留的MG和CV的可視化熒光免疫親和凝膠檢測(cè)柱（fluorescence quenching immunoaffinitytestcolumn，F(xiàn)Q-ITC），試驗(yàn)中 ZnCdSe/ZnS QDs最大發(fā)射波長(zhǎng)為625 nm，該方法采用的FQ-ITC成功應(yīng)用于草魚(yú)、條紋鱸魚(yú)、鯉魚(yú)和對(duì)蝦的檢測(cè)，且實(shí)際樣品的檢出限為2 μg/kg。此外，胡高爽等[50]利用綠色發(fā)光QDs構(gòu)建了一種針對(duì)番茄醬中羅丹明B快速檢測(cè)的熒光猝滅免疫親和凝膠柱，該方法針對(duì)番茄醬樣品中羅丹明B的檢測(cè)限為5.0 μg/kg，并且與HPLC方法測(cè)定的結(jié)果表現(xiàn)出很好的一致性，可以滿(mǎn)足番茄醬中羅丹明B的現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)的要求。

2.4 基于量子點(diǎn)標(biāo)記免疫傳感器

免疫傳感器是一種免疫檢測(cè)技術(shù)和傳感技術(shù)相結(jié)合的一種新型生物傳感器技術(shù)，從結(jié)構(gòu)來(lái)看主要包括敏感原件、換能器和信號(hào)數(shù)據(jù)處理器三部分，每部分各自均有特定的功能，工作時(shí)它們互相協(xié)作和配合，共同達(dá)到分析檢測(cè)的目的[51]。基于QDs標(biāo)記的免疫傳感器通過(guò)抗原與抗體特異性識(shí)別作用來(lái)改變檢測(cè)信號(hào)的傳感平臺(tái)，因其具有靈活度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、敏感性強(qiáng)等特點(diǎn)在食品安全檢測(cè)中被廣泛應(yīng)用[52]。

Mehta等[53]用GQDs對(duì)絲網(wǎng)印刷碳電極進(jìn)行修飾，然后用2-氨基苯胺對(duì)其進(jìn)行電化學(xué)修飾，得到了-NH2官能團(tuán)，隨后處理過(guò)的電極與抗對(duì)硫磷抗體結(jié)合，成功檢測(cè)出了不同食物、水和土壤樣品中殘留的對(duì)硫磷。該方法的線性范圍為0.01 ng/L～106ng/L，檢測(cè)限為46 pg/L。該試驗(yàn)所提出的電化學(xué)免疫傳感器具有高靈敏度、廣泛性和便攜性，且絲網(wǎng)印刷電極具有樣本量小、便攜性好、成本效益高、電位范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，為環(huán)境和食品樣品中檢測(cè)其他農(nóng)藥殘留物質(zhì)提供了參考。Yu等[54]用核殼（CdSe-SiO2）納米材料制作了雙發(fā)射QDs，并嵌入CdTe QDs作為熒光探針，與具有傳統(tǒng)免疫分析的3D打印緊湊型設(shè)備結(jié)合，開(kāi)發(fā)了一種低成本、高靈敏度的檢測(cè)平臺(tái)，用于定量分析雞胸肉樣品中的金剛烷胺（amantadine，AMD）殘留量，該試驗(yàn)由葡萄糖氧化酶催化葡萄糖產(chǎn)生H2O2，再與QDs發(fā)生雜化反應(yīng)產(chǎn)生多色響應(yīng)的視覺(jué)效果，通過(guò)檢測(cè)QDs的比率熒光信號(hào)，并使用3D打印設(shè)備作為定量讀數(shù)系統(tǒng)。該方法目視檢測(cè)限（limit of detection，LOD）為 0.37 ng/mL，采用小型儀器設(shè)備的LOD為0.057 ng/mL。由于其存在便攜性、直接視覺(jué)檢測(cè)、高靈敏度和成本效益方面的優(yōu)勢(shì)，因此，免疫傳感器在沒(méi)有實(shí)驗(yàn)室或昂貴的基礎(chǔ)設(shè)施的領(lǐng)域中具有巨大的應(yīng)用潛力。

2.5 量子點(diǎn)標(biāo)記技術(shù)與ELISA相結(jié)合

ELISA是將抗原、抗體的免疫反應(yīng)和酶的高效催化反應(yīng)有機(jī)結(jié)合，通過(guò)酶促反應(yīng)底物呈現(xiàn)的顏色對(duì)被測(cè)量的物質(zhì)進(jìn)行定性測(cè)定或定量測(cè)定的方法[55]。目前，ELISA是食品安全檢測(cè)被廣泛首選和考慮的免疫分析方法之一，具有成本相對(duì)較低、使用方便、可靠、快速等優(yōu)點(diǎn)[56]。而QDs由于獨(dú)特的光學(xué)特性成為了最理想的熒光標(biāo)記材料，其在熒光標(biāo)記技術(shù)中占據(jù)了一個(gè)新的門(mén)類(lèi)，因與ELISA結(jié)合具有高靈敏度和良好的可及性而得到了廣泛的應(yīng)用[57]。Liang等[58]合成了CdTe QDs，并利用葡萄糖氧化酶催化葡萄糖氧化生成H2O2和葡萄糖酸進(jìn)而介導(dǎo)MPA QDs熒光猝滅作為免疫分析法的熒光信號(hào)輸出，開(kāi)發(fā)了一種新的基于QDs熒光ELISA，實(shí)現(xiàn)了玉米提取物中赭曲霉毒素A的快速檢測(cè)，該方法的線性范圍為2.4 pg/mL～625 pg/mL，檢測(cè)限為2.2 pg/mL，該方法為其他霉菌毒素和生物分子的檢測(cè)提供了新思路。

3 展望

本文主要綜述了QDs標(biāo)記免疫分析技術(shù)在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，該方法作為一種具有良好發(fā)展前景的技術(shù)，在食品安全檢測(cè)領(lǐng)域中得到了較好的應(yīng)用，表現(xiàn)出樣品前處理簡(jiǎn)單、反應(yīng)條件溫和、分析時(shí)間短、特異性強(qiáng)、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。然而要真正實(shí)現(xiàn)QDs在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用，需要解決的問(wèn)題還很多，如采用更加環(huán)境友好的方法制備QDs，解決與抗體或抗原偶聯(lián)后存在水溶性降低且熒光容易猝滅問(wèn)題，以及開(kāi)發(fā)新型的識(shí)別元件，并將其與QDs偶聯(lián)制備新型探針用于提高食品安全檢測(cè)方法的靈敏度和穩(wěn)定性等。隨著QDs的制備工藝不斷完善，標(biāo)記方法不斷改良，基于QDs標(biāo)記的免疫分析技術(shù)在食品安全檢測(cè)領(lǐng)域中的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛。