適配體傳感器在牛奶中有害物質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

王 明，袁京磊

（平邑縣檢驗(yàn)檢測(cè)中心，山東平邑 273300）

牛奶中常見(jiàn)的有害物質(zhì)有藥物殘留、食源性致病菌、真菌毒素、三聚氰胺、過(guò)敏原及其他有害物質(zhì)，因此實(shí)現(xiàn)對(duì)牛奶中有害物質(zhì)的快速、準(zhǔn)確檢測(cè)，對(duì)于保障食品安全具有重要的意義。本文綜述了適配體傳感器在檢測(cè)牛奶中食源性致病菌、真菌毒素、抗生素、三聚氰胺和過(guò)敏原等有害物質(zhì)方面的應(yīng)用研究，并對(duì)適配體傳感器在牛奶中有害物質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行了展望。

1 適配體傳感器

適配體傳感器是指以適配體作為識(shí)別元件，將靶標(biāo)濃度通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)化為檢測(cè)信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)靶標(biāo)的檢測(cè)。適配體傳感器主要包括電化學(xué)適配體傳感器、光學(xué)適配體傳感器、光電化學(xué)適配體傳感器等，其中光學(xué)適配體傳感器主要包括熒光適配體傳感器、比色適配體傳感器、化學(xué)發(fā)光適配體傳感器和表面增強(qiáng)拉曼散射（Surface Enhanced Raman Scattering，SERS）適配體傳感器等。適配體傳感器具有操作簡(jiǎn)單、特異性強(qiáng)、靈敏度高等優(yōu)勢(shì)，在食源性致病菌、真菌毒素、獸藥殘留和疾病診斷等方面具有廣泛的應(yīng)用。

2 適配體傳感器在牛奶有害物質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用

2.1 食源性致病菌

牛奶中的食源性致病菌主要包括沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等，在牛奶的生產(chǎn)、包裝、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中均可滋生食源性致病菌，當(dāng)細(xì)菌在牛奶中生長(zhǎng)繁殖到一定數(shù)量、產(chǎn)生并積累大量毒素時(shí)，不僅會(huì)引起牛奶腐敗變質(zhì)，還會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生較大的威脅。適配體傳感器以適配體作為識(shí)別元件，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)菌體的特異性識(shí)別，快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)牛奶中的食源性致病菌。JIANG等[1]基于酶聯(lián)多功能多層碳納米片開(kāi)發(fā)了一種用于檢測(cè)牛奶中沙門氏菌的低背景適配體傳感器，該傳感器的線性范圍為1.0～107CFU·mL-1，檢測(cè)限（Limit of Detection，LOD）為0.2 CFU·mL-1，并應(yīng)用于牛奶樣品中沙門氏菌的檢測(cè)。DAI等[2]設(shè)計(jì)了一種檢測(cè)牛奶中大腸桿菌O157:H7的電化學(xué)適配體傳感器，該傳感器具有良好的靈敏度、特異性和穩(wěn)定性，LOD為3 CFU·mL-1。

2.2 獸藥殘留

牛奶中常見(jiàn)的抗生素殘留主要有大環(huán)內(nèi)酯類、β-內(nèi)酰胺類、四環(huán)素類、氨基糖苷類和頭孢菌素類等，長(zhǎng)期飲用抗生素殘留奶會(huì)引起過(guò)敏反應(yīng)、影響胃腸道菌群、使細(xì)菌耐藥性增強(qiáng)等，或引發(fā)相關(guān)疾病，甚至致癌、致畸、致突變等，嚴(yán)重威脅人們的健康。牛奶中抗生素殘留常用的檢測(cè)方法有高效液相色譜法、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法等，但這些檢測(cè)方法需要依托昂貴的儀器設(shè)備，且操作復(fù)雜、耗時(shí)較長(zhǎng)，無(wú)法滿足快速檢測(cè)的要求。電化學(xué)適配體傳感器、熒光適配體傳感器及比色適配體傳感器在牛奶中抗生素殘留檢測(cè)方面的應(yīng)用較多，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)其快速、靈敏地檢測(cè)。

適配體可通過(guò)靜電吸附作用結(jié)合到納米金（AuNPs）表面，從而保護(hù)AuNPs在NaCl的作用下保持穩(wěn)定狀態(tài)，AuNPs顏色呈現(xiàn)紅色；當(dāng)檢測(cè)體系中出現(xiàn)靶標(biāo)時(shí)，適配體會(huì)特異性地與靶標(biāo)結(jié)合，適配體從AuNPs上脫離，使AuNPs在NaCl作用下發(fā)生團(tuán)聚，使AuNPs溶液由紅色變?yōu)樗{(lán)色，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)靶標(biāo)的比色法檢測(cè)?；贏uNPs的變色效應(yīng)，XIAO等[3]以適配體為識(shí)別元件，以未修飾的納米金粒子（AuNPs）為比色指示劑，設(shè)計(jì)了一種比色適配體傳感器，用于特異性檢測(cè)牛奶中的阿洛西林；當(dāng)不存在阿洛西林時(shí)，AuNPs由于適配體的保護(hù)在高NaCl濃度下仍保持穩(wěn)定狀態(tài)，溶液呈現(xiàn)紅色；當(dāng)存在阿洛西林時(shí)，適配體與阿洛西林特異性結(jié)合，導(dǎo)致AuNPs在NaCl作用下發(fā)生聚集并呈現(xiàn)明顯的由紅到藍(lán)的顏色變化，該過(guò)程可用肉眼觀察到，且可通過(guò)紫外-可見(jiàn)光譜儀進(jìn)行定量檢測(cè)；該比色適配體傳感器的線性范圍為50～500 nmol·L-1，LOD為11.6 nmol·L-1；在牛奶樣品中進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，回收率為97.64%～102.21%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于3.81%。PENG等[4]基于Ti3C2-MOFs納米復(fù)合材料設(shè)計(jì)了一種檢測(cè)牛奶中鏈霉素（Streptomycin，STR）的電化學(xué)適配體傳感器；該方法的檢測(cè)范圍為0.01～200.00 nmol·L-1，LOD 為 0.003 3 nmol·L-1， 且 具 有較好的重現(xiàn)性、穩(wěn)定性和選擇性，并成功應(yīng)用于牛奶樣品中STR的檢測(cè)，回收率為94.0%～105.0%。ZHANG等[5]設(shè)計(jì)了一種可同時(shí)檢測(cè)牛奶中環(huán)丙沙星（Ciprofloxacin，CIP）和恩諾沙星（Enrofloxacin，ENR）的光電化學(xué)適配體傳感器，該傳感器檢測(cè)CIP和ENR的線性范圍分別為0.01～1 000.00 ng·mL-1和 0.01 ～ 10 000.00 ng·mL-1，LOD 均為 3.3 pg·mL-1，并成功應(yīng)用于牛奶樣品中CIP和ENR的檢測(cè)。

2.3 真菌毒素

奶牛在食用被真菌毒素污染的飼料后，經(jīng)體內(nèi)的代謝消化后，飼料中的真菌毒素就有可能轉(zhuǎn)移到乳汁中，可引起食物中毒或致癌、致畸、致突變，對(duì)人們的健康產(chǎn)生潛在的危害?；谶m配體、AuNPs、NaCl之間的相互作用產(chǎn)生顏色變化的原理，JALALIAN[6]和LERDSRI等[7]設(shè)計(jì)了一種檢測(cè)牛奶中黃曲霉毒素M（lAFMl）的比色適配體傳感器，LOD 分別為 30 ng·L-1、0.002 ng·mL-1，實(shí)現(xiàn)了對(duì)牛奶中AFMl的檢測(cè)。JIA等[8]設(shè)計(jì)了一種檢測(cè)黃曲霉毒素B1（AFB1）的熒光適配體傳感器；TAMRA標(biāo)記的適配體通過(guò)范德華力吸附在金屬有機(jī)框架（UiO-66-NH2）的表面，其熒光被淬滅；加入AFB1后，TAMRA標(biāo)記的適配體與AFB1結(jié)合并形成TAMRA適配體/AFB1復(fù)合物，從而改變其構(gòu)象并導(dǎo)致熒光恢復(fù)；檢測(cè)范圍為0～180 ng·mL-1，LOD為0.35 ng·mL-1，并成功用于牛奶中的AFB1含量測(cè)定。ZHANG等[9]設(shè)計(jì)了檢測(cè)牛奶中AFB1的電化學(xué)適配體傳感器，LOD為30 fmol·L-1，該傳感器具有較好的選擇性、重現(xiàn)性和穩(wěn)定性。

2.4 其他有害物質(zhì)

三聚氰胺是一種有毒的化工原料，2008年中國(guó)奶制品污染事件就是在奶粉中發(fā)現(xiàn)了三聚氰胺。YU等[10]以聚胸腺嘧啶適配體為功能單體，三聚氰胺為模板分子，通過(guò)電聚合多巴胺形成分子印跡聚合物膜，制備了檢測(cè)牛奶中三聚氰胺的電化學(xué)適配體傳感器；該傳感器檢測(cè)范圍為10-12～10-8mol·L-1，LOD達(dá)6.7×10-13mol·L-1，在牛奶中的加標(biāo)回收率為97.5%～103.4%。

KHOSHBIN等[11]開(kāi)發(fā)了一種檢測(cè)鎘離子的熒光適配體傳感器，線性范圍為0.1～120.0 pmol·L-1，LOD為0.076 pmol·L-1，并成功用于實(shí)際樣品中鎘離子的檢測(cè)。KHOSHBIN等[12]開(kāi)發(fā)了一種可同時(shí)檢測(cè)牛奶中汞和銀離子的適配體傳感器，LOD分別為 1.33 pmol·L-1、1.01 pmol·L-1， 并 成 功 用 于 牛 奶等樣品中汞和銀離子的檢測(cè)。KHOSHBIN等[13]基于熒光能量共振轉(zhuǎn)移原理設(shè)計(jì)了檢測(cè)牛奶中鉛離子的適配體傳感器，線性范圍為5～70 pmol·L-1和0.07 ～ 20.00 nmol·L-1，LOD 為 0.5 pmol·L-1， 該 傳感器具有較高靈敏度。

3 結(jié)語(yǔ)

適配體傳感器因具有靈敏度高、特異性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單和成本低廉等優(yōu)勢(shì)，在牛奶中有害物質(zhì)的檢測(cè)中具有廣泛的應(yīng)用，對(duì)于保障牛奶質(zhì)量安全具有重要的意義。隨著適配體篩選技術(shù)的不斷發(fā)展，篩選效率的不斷提高，越來(lái)越多有害物質(zhì)的適配體將會(huì)被篩選得到，這將大大擴(kuò)大適配體傳感器檢測(cè)牛奶中有害物質(zhì)的范圍。同時(shí)，隨著新型納米材料、復(fù)合材料的研究，適配體傳感器在拓寬檢測(cè)范圍、降低檢測(cè)限方面的優(yōu)勢(shì)將更加明顯。此外，隨著人們對(duì)食品安全重視程度的提高，可用于現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)的適配體傳感器將具有巨大的潛力和前景，尤其是比色適配體傳感器，可滿足人們對(duì)牛奶中有害物質(zhì)的現(xiàn)場(chǎng)、快速、準(zhǔn)確檢測(cè)的要求。