功能化纳米材料的制备及在食品安全检测中的应用研究进展

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1、第38卷分析化学(FENXIHUAXUE)评述与进展第3期2010年3月ChineseJournalofAnalyticalChemistry442～448DOI:10.3724/SP.J.1096.2010.00442功能化纳米材料的制备及在食品安全检测中的应用研究进展1*2楚华琴卢云峰1(上海师范大学，上海200234)2(UniversityofCaliforniaLosAngeles，LosAngeles，90095USA)摘要纳米材料研究的飞速发展为解决食品安全检测所面临的问题提供了很好的理论基础和技术支持。功能化纳米材料与传统检测方法的结合，衍生出具有高灵敏、高通量、快速检

2、测的方法，在食品中有毒有害微生物、化学残留物以及毒素的检测方面的应用正逐渐引起人们的重视。本文对基于免疫方法的常见功能化纳米材料在食品安全检测中的应用的研究近况进行了综述。关键词纳米材料;食品安全;检测方法;综述1引言食品安全是关系国计民生、社会和谐发展的大问题。食品安全检测包括食品中各种致病微生物的检测、各种农兽药残留的检测、各种有毒有害毒素的检测等。根据世界卫生组织(WHO)的定义，食品安全是指对食品按其原定用途进行制作和食用时不会使消费者受害的一种担保，主要集中在农业化学控［1］制物质、农药残留、动植物天然毒素、食品添加剂、食源性致病菌和病毒等方面。然而，近些年发生的二英、瘦肉

3、精、苏丹红、孔雀石绿、三聚氰胺等食品安全事件，极大地提高了公众对食品安全问题的关注程度。强化检测、严格保证检测结果的可靠性是确保食品安全的重要手段。然而，目前我国食品安全检测所依赖的方法还主要是一些传统的方法，如标准方法化学分析法(CA)、酶联免疫法(ELISA)、薄层［2～13］层析法(TLC)、气相色谱法(GC)、高效液相色谱法(HPLC)及气质联用法(GC-MS)等，这些方法受检测时间、灵敏度、选择性、样品前处理技术及样品基质干扰等因素的制约，往往不能满足实际需要。纳米技术的飞速发展极大地促进了以材料学为基础的相关学科的发展。将高速发展的纳米技术和纳米材料应用到已有的食品安全的检

4、测方法中，改进或研究出全新的具有高灵敏、高通量的快速简易的检测方法，是食品安全检测领域发展的重要方向。近年来，这方面的研究取得了一定进展。本文就食品安全检测领域内经常应用的几类重要的纳米材料的相关研究进展做出评述。2功能化纳米材料的制备及性能纳米材料的制备根据不同的分类原则有不同的分类方法。可根据制备过程分为物理方法和化学方法;根据制备状态可分为气相法、液相法和固相法。因此，不同的纳米材料在制备方法上显著不同。本文总结了食品安全领域应用较多的几种纳米材料的制备方法。2.1磁性纳米材料的制备方法磁性纳米材料由于其在外加磁场下具有可控运动的特点，使得磁性纳米材料成为分析科学中分离富集及生物

5、分子固定的首选材料。磁性材料按物质组成可以分为有机磁性材料和无机磁性材料。在生物医学及分析检测应用的主要是无机磁性材料。无机磁性材料的制备方法可以分为物理法、生物法和化学法。物理法制备的粒子粒径分布很宽，而生物法制备的粒径可控范围受到限制，所以化学法成为磁性纳米粒子的主要制备方法。共沉淀法是制备磁性纳米粒子的经典方法之一，在实际制备中一般具体［14］采用3种反应方式:(1)以Fe?为原料，在氧化剂的作用下氧化成Fe?，得到磁性Fe3O4纳米粒子;［15］(2)以Fe?为原料，在还原剂的作用下部分还原成Fe?，得到磁性纳米粒子;(3)同时水解按一定比2009-09-16收稿;2009-1

6、1-10接受本文系国家自然基金国际合作项目(No.20911120035-B05)资助*E-mail:chenweishnu@yahoo.com.cn第3期楚华琴等:功能化纳米材料的制备及在食品安全检测中的应用研究进展443［16，17］例混合的Fe?和Fe?来制备磁性纳米粒子。共沉淀法具有操作简便、反应条件温和等特点，但产物组成的控制是这类方法最重要的问题之一。高温分解法是通过在高沸点的有机溶剂中加热使有机金属化合物分解制备纳米粒子的一种方法。高温分解法制备的磁性纳米粒子具有粒径分布窄，尺寸形貌可控［18］等优点。微乳液法和反相胶束法是基于水、油和表面活性剂三元体系形成的微乳液和反相

7、胶束为反应空间来制备纳米粒子的又一种方法。该类方法在粒子的尺寸分布及形貌控制方面也体现了一定的优［19］势，但与高温分解法相比较，所制备的粒子在结晶度和磁响应方面还有待进一步提高。2.2金纳米粒子的制备方法金纳米粒子是由一个金核及包围在外层的双离子层构成。金纳米粒子的制备方法，总体上可以分为物理法和化学法。由于物理法制备的金纳米粒子的粒径和形貌都难以控制，通常采用化学方法制备。常见的化学法主要有:柠檬酸三钠还原法(8～60nm)、鞣酸-柠檬酸三