在食品安全的世界里，有一種“超級(jí)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(shí)這些微小的顆粒正在幫助科學(xué)家們更快速、更準(zhǔn)確地檢測(cè)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(hù)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(zhì)。傳統(tǒng)的方法可能需要復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，耗時(shí)又費(fèi)力。但現(xiàn)在，科學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出了一種基于彩色納米顆粒的快速檢測(cè)方法。這項(xiàng)開創(chuàng)性的研究由華東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的張強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)完成。他們不僅成功設(shè)計(jì)了這些彩色納米顆粒，還通過一系列實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其在食品安全檢測(cè)中的高效性和準(zhǔn)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(shí)別并標(biāo)記出霉菌毒素的存在。只需要將顆粒滴在試紙上，幾分鐘內(nèi)，試紙就會(huì)根據(jù)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(zhǔn)確，甚至比傳統(tǒng)的金納米顆粒檢測(cè)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(dú)特的結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)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(wěn)定性和反應(yīng)性。PDA涂層就像一件“隱形衣”，保護(hù)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(cè)抗體結(jié)合。這樣一來，即使在復(fù)雜的食品樣品中，這些納米顆粒也能穩(wěn)定地發(fā)揮作用。
圖 1. 彩色 dCNPs@P 用于 LFA。（a）dCNPs@P 的合成過程及檢測(cè)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(yīng)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(hào)的時(shí)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(shí)驗(yàn)室到餐桌的旅程
科學(xué)家們并沒有止步于實(shí)驗(yàn)室的成功。他們將這些彩色納米顆粒應(yīng)用到了實(shí)際的食品安全檢測(cè)中。在一項(xiàng)研究中，研究人員成功地利用這些納米顆粒同時(shí)檢測(cè)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(yàn)結(jié)果顯示，這些納米顆粒不僅能夠快速檢測(cè)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?jiān)嚰埡鸵黄坎噬{米顆粒溶液，就能在家中輕松檢測(cè)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(cè)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(cè) DON 的特異性。（c）在基于 dCNP@P 的競爭式 LFA 中，比色信號(hào)對(duì)不同濃度 DON 的校準(zhǔn)曲線。插圖是信號(hào)對(duì) DON 濃度的相應(yīng)線性響應(yīng)。（d）在競爭式 mLFAs 中，比色信號(hào)強(qiáng)度對(duì)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(duì)含有隨機(jī)組合的 DON、ZEN 和 AFB1 的樣品進(jìn)行多重檢測(cè)。（f）用于識(shí)別病毒或細(xì)菌感染的夾心式 LFA 的示意圖。（g）雙重感染生物標(biāo)志物的分析。（h）dCNPs@P 的比色和光熱信號(hào)用于夾心式 LFA 中的定量檢測(cè)。
更多的可能性
彩色納米顆粒的應(yīng)用遠(yuǎn)不止于此。除了檢測(cè)霉菌毒素，它們還可以用于檢測(cè)食品中的其他有害物質(zhì)，如農(nóng)藥殘留、重金屬污染等。此外，這些納米顆粒還可以用于檢測(cè)人體中的炎癥標(biāo)志物，幫助醫(yī)生快速診斷疾病類型。例如，通過檢測(cè)C反應(yīng)蛋白（CRP）和血清淀粉樣蛋白A（SAA）的水平，醫(yī)生可以判斷患者是細(xì)菌感染還是病毒感染，從而更精準(zhǔn)地進(jìn)行治療。
結(jié)語
彩色納米顆粒的出現(xiàn)，為食品安全檢測(cè)帶來了革命性的變化。它們不僅讓檢測(cè)過程變得更加快速和便捷，還提高了檢測(cè)的靈敏度和準(zhǔn)確性。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，我們有理由相信，這些微小的“超級(jí)英雄”將在未來的食品安全領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。下次當(dāng)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(hù)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(wǎng)，作者~楊融。
