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。聽起來像是科幻小說里的玩意兒，但其實這些微小的顆粒正在幫助科學家們更快速、更準確地檢測食品中的有害物質。今天，就讓我們一起走進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”到“看得見”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有霉菌毒素——一種可能致癌的有害物質。傳統的方法可能需要復雜的實驗室檢測，耗時又費力。但現在，科學家們已經開發出了一種基于彩色納米顆粒的快速檢測方法。這項開創性的研究由華東師范大學生命科學學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，還通過一系列實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個小小的“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，試紙就會根據毒素的濃度顯示出不同的顏色。這種技術不僅快速，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”來源于它們獨特的結構和化學性質。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境中的酸堿或鹽分破壞，同時還能快速地與檢測抗體結合。這樣一來，即使在復雜的食品樣品中，這些納米顆粒也能穩定地發揮作用。
圖 1. 彩色 dCNPs@P 用于 LFA。（a）dCNPs@P 的合成過程及檢測受體偶聯的示意圖。（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（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 線處比色信號的時間演化。（g）捕獲 dCNPs@P 的 LFA 試紙條 T 線的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像。
從實驗室到餐桌的旅程
科學家們并沒有止步于實驗室的成功。他們將這些彩色納米顆粒應用到了實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，還能通過顏色的深淺來定量分析毒素的濃度。這意味著，未來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。插圖是信號對 DON 濃度的相應線性響應。（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，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型。例如，通過檢測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，從而更精準地進行治療。
結語
彩色納米顆粒的出現，為食品安全檢測帶來了革命性的變化。它們不僅讓檢測過程變得更加快速和便捷，還提高了檢測的靈敏度和準確性。隨著技術的不斷發展，我們有理由相信，這些微小的“超級英雄”將在未來的食品安全領域發揮更大的作用。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你的健康。
文章來源：https://doi.org/10.1021/acsnano.4c15340
來源：微生物安全與健康網，作者~楊融。
