生物纳米材料在粮油食品检测中的应用
孟文静
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孟文静,. 生物纳米材料在粮油食品检测中的应用[J]. 生物学报,2021.11. DOI:10.12721/ccn.2021.157103.
摘要:
民以食为天,食品安全关乎民众身体健康与社会稳定,然而由于食品安全事件频频发生,社会各界对食品质量也引起了高度关注。传统检测方法虽然效果明显,准确率有所保证,但是由于操作流程较为复杂、耗费时间较长、成本投入较高,如今已经难以满足食品检测提出的要求。生物纳米材料是我国科学技术持续创新生成的产物,以此为媒介检测粮油食品能够控制成本投入且和传统检测方法相比,操作更为简单便捷,基于此文章对生物纳米材料在粮油食品检测中的应用进行详细分析。
关键词: 生物纳米材料;食品检测;应用
DOI:10.12721/ccn.2021.157103
基金资助:

食品安全一直是社会各界非常关注的问题,为保证食品安全性,检测过程中选用的技术手段格外重要,是决定食品安全性与质量的关键,由于传统技术带有多种限制,故此在食品检测方面已经无法发挥出实质性作用,在这种情况下必须要选用更为合适的技术完成对食品的检测。生物纳米是科学技术不断创新的结果之一,以纳米材料作为媒介对物质进行分析,正式由于其特殊性所以在各类分析方法当中得到广泛应用,本文以粮油食品为例对该技术的应用做出详细说明使其作用得到体现。

1生物纳米材料在重金属离子检测中的应用

重金属不仅会破坏生态平衡同时威胁人体健康,目前许多方法都可以完成对重金属的检测,原子吸收光谱法、原子发射光谱法等均是常见方法。但这些方法配套设备价格高昂操作不便,体积庞大过于沉重,难以携带无法做到随时随地检测食品,正因这些客观条件的存在导致上述方法应用受到限制。当前食品检测过程中电分析化学是应用最为频繁的方法,该方法灵敏度较高,准确性有所保障,近年来伴随科学技术创新电分析化学法在各个领域得到广泛应用,常用方法包括电沉积法、方波伏安法等。藻酸盐对石墨毡修饰之后可作为电极构建电化学传感器使用,而利用方波伏安法可计算得出分面积,该设施操作便捷,成本投入较长,并且能够测定汞离子和铅离子分布情况。以硫瑾作为信号分子使用能够增强石墨烯信号强度,生成免标记电化学传感器检测装置,将石墨烯和聚吡咯等材料安装在玻碳电极可完成对电极检测。氧化石墨烯与金纳米粒子相结合之后用于电极上能够进行差分脉冲法检测。

2生物纳米材料在硝酸盐检测中的应用

对亚硝酸盐进行检测时常用方法有比色法、离子色谱法、HPLC法等。修饰电极法在实际运用中可以玻碳材料作为载体,以石墨烯、碳纳米管为主完成电极锈蚀,进而对存在于水中的亚硝酸盐进行检测。凭借石墨烯及碳纳米管具有的特性增强电机性能,提升信号强度,缩短检测时间,使具体操作更为简单便捷,简化检测流程。对不同类型的纳米材料进行研究之后发现各种化学修饰电极在氧化物和亚硝酸盐小分子等方面的检测主要体现下述几个方面:其一是加热含有铜元素的三元类水滑石进而得到产物,将其与玻碳电极结合,可实现过氧化氢还原,通过相互对比确定和煅烧的类水滑石的前驱体修饰电极之间的差异;其二加热由含有铜元素的煅烧类水滑石与纳米金共同制成的复合材料修饰玻碳电极,在高温环境的影响下,纳米金能够渗入化石缝隙,正是在这种方式的帮助下构建了新型亚硝酸盐传感装置;其三将离子液体与水混合在一起之后,利用电聚合的方式能够生成离子液体聚合膜修饰的玻碳电极,以苯二酚作为媒介可制成过氧化氢生物传感器。通过插层组装的方式,可生成生物纳米复合物,而以此为基础可产生亚硝酸盐生物传感器,该传感装置经过描电子显微镜、红外光谱及圆二色谱表征后发现血红蛋白以单层的方式进入磷酸锆内部,而蛋白结构却并没有受到任何影响。以这类复合物修饰玻碳电极能够赋予电子传递能力,与亚硝酸盐接触之后会发生良好反应。另外将醛基二茂铁与第3代树状高分子结合之后能够生成末端为二茂铁的树状大分子,并对玻碳电极进行修复。研究结果证明,修饰电极能够催化神经质多巴胺氧化还原。

3量子点在生物传感器中的应用

量子点又被称作半导体纳米微晶,是以不同规格的原子为主体构成的无机纳米级粒子,由于该量子在实际运用中体现出尺寸效应以及表面效应等多种优势,所以得到广泛应用。

3.1量子点在无机离子测定中的应用

以纳米粒子为主体,针对聚磷酸盐、L-半胱氨酸等制备对应量子点,并对其进行分析,确定各个离子点面对不同离子时的反应,并以发光量子点作为探针使用。研究过程中发现,聚磷酸盐修饰在面对一阶、二阶阳离子时会出现反应,对L-半胱氨酸的量子而言,只有运用Zn2+才能够增强荧光,而其他离子如Cu2+、Mn2+并不会发生相关反应。在对Cu2+进行研究的过程中,构建氨基酸序列的五肽吗,以此为基础合成量子点,并完成对CU2+离子的检测。对阴离子测定时,碘离子的运用可使氨基胺树枝状高聚物修饰的荧光熄灭。

3.2量子点在生物大分子测定中的应用

利用量子点表面的Zn原子与巯基配位,在量子点表面修饰巯基丙酸,然后用末端带有巯基的DNA分子取代部分巯基丙酸,使DNA结合到量子点表面。以量子点标记的DNA分子为信号探针,特异性地与互补的寡核苷酸链杂交,从而实现对目标DNA分子的检测。量子点的荧光特性与其表面环境有着一定的联系,利用量子点的这一特性对DNA进行了分析。研究结果表明,在量子点表面修饰上DNA分子以后,随着DNA分子非线性程度的增加,量子点表面的微环境发生变化,从而使其荧光强度不断减小,最终可断定出DNA链是直的、弯曲的、还是扭绞在一起。通过将标记了量子点的单链siRNA与Cy5标记的mRNA杂交,为哺乳动物细胞中的RNA简单、快速筛选提供高效特异的目标ss-RNAs序列。通过将不同的寡核苷酸链修饰在半导体量子点上,应用电化学方法同时测定多个目标DNA分子。

4结语

结合上述内容可以看出,纳米材料是生物传感范畴内重要成果之一,主要用于对不同类型的物质进行检测,这种方法最大的优势在于灵敏程度高,适应性较强,操作简单便捷,结果准确率有所保障,对待检测样品数量没有过高要求,成本投入能够得到有效控制,见效快能够在实际运用中可做到微型优化,正因上述优势的存在,生物纳米材料在我国多个领域得到广泛应用,特别是食品检测方面,食品安全性得到有效保障,有效规避了劣质食品进入市场。

参考文献

[1]秦静雯,兰雪萍,杨超,等.生物纳米材料在粮油食品检测中的应用[J].粮食储藏,2020,049(002):34-39.

[2]王治昕.纳米材料在生物医学中的应用分析[J].2021(2017-26):142-142.

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