在食品安全的世界里，有一種“超級英雄”正在悄然崛起——它們就是彩色納米顆粒。聽(tīng)起來(lái)像是科幻小說(shuō)里的玩意兒，但其實(shí)這些微小的顆粒正在幫助科學(xué)家們更快速、更準確地檢測食品中的有害物質(zhì)。今天，就讓我們一起走進(jìn)這些彩色納米顆粒的奇妙世界，看看它們是如何守護我們的餐桌安全的。
從“看不見(jiàn)”到“看得見(jiàn)”的魔法
想象一下，你正在超市里挑選谷物，突然想知道這些谷物里有沒(méi)有霉菌毒素——一種可能致癌的有害物質(zhì)。傳統的方法可能需要復雜的實(shí)驗室檢測，耗時(shí)又費力。但現在，科學(xué)家們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一種基于彩色納米顆粒的快速檢測方法。這項開(kāi)創(chuàng )性的研究由華東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的張強教授團隊完成。他們不僅成功設計了這些彩色納米顆粒，還通過(guò)一系列實(shí)驗驗證了其在食品安全檢測中的高效性和準確性。使得這些納米顆粒就像一個(gè)個(gè)小小的“偵探”，能夠快速識別并標記出霉菌毒素的存在。只需要將顆粒滴在試紙上，幾分鐘內，試紙就會(huì )根據毒素的濃度顯示出不同的顏色。這種技術(shù)不僅快速，而且準確，甚至比傳統的金納米顆粒檢測方法更靈敏。
彩色納米顆粒的“超能力”
這些彩色納米顆粒的“超能力”來(lái)源于它們獨特的結構和化學(xué)性質(zhì)。它們由纖維素納米顆粒（CNPs）制成，表面涂有一層聚多巴胺（PDA），并裝載了各種染料分子。這種設計不僅讓納米顆粒擁有了豐富的顏色，還賦予了它們極高的穩定性和反應性。PDA涂層就像一件“隱形衣”，保護染料分子不被環(huán)境中的酸堿或鹽分破壞，同時(shí)還能快速地與檢測抗體結合。這樣一來(lái)，即使在復雜的食品樣品中，這些納米顆粒也能穩定地發(fā)揮作用。
圖 1. 彩色 dCNPs@P 用于 LFA。（a）dCNPs@P 的合成過(guò)程及檢測受體偶聯(lián)的示意圖。（b）2 L CNP 懸浮液（1 重量％）的照片。（c，d）彩色 dCNPs（2 重量％）及相應的紫外 - 可見(jiàn)（UV - vis）吸收光譜。（e）以彩色 dCNPs@P 作為探針的 LFA。（f）以彩色 dCNPs@P 作為探針的 mLFA 中 T 線(xiàn)處比色信號的時(shí)間演化。（g）捕獲 dCNPs@P 的 LFA 試紙條 T 線(xiàn)的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像。
從實(shí)驗室到餐桌的旅程
科學(xué)家們并沒(méi)有止步于實(shí)驗室的成功。他們將這些彩色納米顆粒應用到了實(shí)際的食品安全檢測中。在一項研究中，研究人員成功地利用這些納米顆粒同時(shí)檢測了多種霉菌毒素，如脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（DON）、玉米赤霉烯酮（ZEN）和黃曲霉毒素B1（AFB1）。實(shí)驗結果顯示，這些納米顆粒不僅能夠快速檢測出毒素的存在，還能通過(guò)顏色的深淺來(lái)定量分析毒素的濃度。這意味著(zhù)，未來(lái)我們可能只需要一張試紙和一瓶彩色納米顆粒溶液，就能在家中輕松檢測食品的安全性。
圖2. 使用彩色 dCNPs@P 的競爭式和夾心式 mLFAs。（a）同時(shí)檢測三種霉菌毒素（DON、ZEN 和 AFB1）的競爭式 mLFA 的示意圖。（b）基于 dCNP@P 的競爭式 LFA 檢測 DON 的特異性。（c）在基于 dCNP@P 的競爭式 LFA 中，比色信號對不同濃度 DON 的校準曲線(xiàn)。插圖是信號對 DON 濃度的相應線(xiàn)性響應。（d）在競爭式 mLFAs 中，比色信號強度對三種霉菌毒素的濃度依賴(lài)性演變。（e）使用 dCNPs@P 和 AuNPs 作為探針，對含有隨機組合的 DON、ZEN 和 AFB1 的樣品進(jìn)行多重檢測。（f）用于識別病毒或細菌感染的夾心式 LFA 的示意圖。（g）雙重感染生物標志物的分析。（h）dCNPs@P 的比色和光熱信號用于夾心式 LFA 中的定量檢測。
更多的可能性
彩色納米顆粒的應用遠不止于此。除了檢測霉菌毒素，它們還可以用于檢測食品中的其他有害物質(zhì)，如農藥殘留、重金屬污染等。此外，這些納米顆粒還可以用于檢測人體中的炎癥標志物，幫助醫生快速診斷疾病類(lèi)型。例如，通過(guò)檢測C反應蛋白（CRP）和血清淀粉樣蛋白A（SAA）的水平，醫生可以判斷患者是細菌感染還是病毒感染，從而更精準地進(jìn)行治療。
結語(yǔ)
彩色納米顆粒的出現，為食品安全檢測帶來(lái)了革命性的變化。它們不僅讓檢測過(guò)程變得更加快速和便捷，還提高了檢測的靈敏度和準確性。隨著(zhù)技術(shù)的不斷發(fā)展，我們有理由相信，這些微小的“超級英雄”將在未來(lái)的食品安全領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。下次當你坐在餐桌前，不妨想象一下，這些彩色納米顆粒正在默默地守護著(zhù)你的健康。
文章來(lái)源：https://doi.org/10.1021/acsnano.4c15340
來(lái)源：微生物安全與健康網(wǎng)，作者~楊融。
