研究背景：餐桌上的 “定時炸彈”
在現代農業生產中，農藥、獸藥的使用雖提高了產量，但殘留的小分子污染物卻成為餐桌上的 “定時炸彈”。歐盟規定茶葉中吡蟲啉殘留上限為 50 ng/mL，聯合國糧農組織設定牛奶中克倫特羅殘留限為 0.05 ng/mL，而伏馬毒素 B1 的每日最大耐受攝入量僅為 2 μg/kg 體重。這些看不見的污染物可通過食物鏈生物累積，導致肝腎毒性、神經損傷甚至癌癥風險。
傳統檢測方法如高效液相色譜雖準確，但設備龐大、操作復雜，難以在現場快速檢測。免疫層析分析法（ICA）雖便捷，卻存在靈敏度低、檢測范圍窄等缺陷，如同用 “放大鏡” 尋找針，難以滿足實時監控需求。
研究目的：打造食品安全 “預警雷達”
研究人員旨在開發一種能在現場快速、準確、同時檢測多種小分子污染物的 “預警雷達” 技術。該技術需突破傳統 ICA 的局限，實現高靈敏度、寬范圍檢測，為食品安全監管提供有力工具，讓消費者吃得放心。
技術路線：熒光 “色彩密碼” 破解污染之謎
核心 “武器” 打造
合成紅色熒光納米膜（GTQD@Si）：在氧化石墨烯表面通過多層量子點和二氧化硅殼層連續自組裝而成，如同給量子點穿上 “防彈衣”，使其在復雜環境中穩定且具強熒光。
制備綠色熒光微球（SiDQD@BSA）：作為檢測線的 “背景板”，提供穩定綠色熒光。
檢測 “劇本” 上演
當樣品中含目標污染物（如伏馬毒素 B1、吡蟲啉、克倫特羅）時，污染物與紅色熒光納米膜標記的抗體結合，阻止其與檢測線上的抗原結合。隨著污染物濃度升高，檢測線紅色熒光減弱，綠色熒光凸顯，形成從橙紅到綠的顏色梯度。通過讀取紅（R）綠（G）信號比值，實現定量分析。
圖1 （a）帶有 SiO?殼層的膜狀紅色熒光 GTQD@Si 標記物的制備流程示意圖；（b）綠色熒光 SiDQD@BSA 納米球的制備流程示意圖；（c）經三種不同抗體修飾的 GTQD@Si 的制備流程；（d）FCGICA 用于同步檢測三種目標小分子污染物的原理示意圖；（e）FCGICA 在不同檢測濃度下的熒光變化示意圖；（f）檢測結果為陽性和陰性時檢測線（T 線）區域的示意圖。
技術原理如 “交通燈”：
圖1 展示的技術原理，如同交通信號燈系統。紅色熒光納米膜（GTQD@Si）和綠色熒光微球（SiDQD@BSA）在檢測線 “舞臺” 上互動。無污染時，“紅燈”（紅熒光）亮，檢測線呈橙紅色；污染濃度增加，“紅燈” 漸弱，“綠燈”（綠熒光）漸強，顏色從橙紅→橙→綠變化，直觀反映污染程度。
圖 2（a）在陽性和陰性條件下，使用不同膜狀熒光標記物進行 FCGICA 在檢測線（T 線）區域檢測的原理示意圖。（b）不同吡蟲啉（ICP）濃度下，GQD@Si-FCGICA（I）、GDQD@Si-FCGICA（II）和 GTQD@Si-FCGICA（III）條帶的熒光圖像。（c）三種 FCGICA 檢測方法對吡蟲啉檢測的詳細熒光強度數據。（d）基于三種 FCGICA 檢測方法中檢測線熒光強度繪制的吡蟲啉校準曲線。（e）GQD@Si-FCGICA、GDQD@Si-FCGICA 和 GTQD@Si-FCGICA 的可視化檢測限（vLOD）、臨界值（cutoff）和檢測限（LOD）數據對比示意圖。（f）陽性（I）和陰性（II）檢測條件下檢測線區域的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像。
顏色變化顯 “真容”
圖 2 顯示，不同層數量子點負載的納米膜檢測吡蟲啉時，三層量子點負載的 GTQD@Si 檢測靈敏度最高，vLOD 達 0.004 ng/mL，較單層提高 10 倍。圖 4 中，FCGICA 對三種污染物檢測范圍達 5 個數量級（0.001 - 100 ng/mL），ELISA 檢測限則高 57 - 191 倍，凸顯 FCGICA 優勢。
結論：讓科技為食品安全護航
FCGICA 技術在牛奶、豬肉、河水等實際樣品中回收率達 91.6% - 108.4%，CV 值低于 9.68%，展現強大實用性。其便攜性和快速性，讓食品安全檢測從實驗室走向農貿市場、食品加工廠，實現 “從農田到餐桌” 全程監控。
圖3 FCGICA 在實際食品樣本中的應用。GTQD@Si-FCGICA 在（a）牛奶、（b）豬肉、（c）河水和（d）湖水中的檢測性能：（I）紫外光下檢測試紙條的照片，（II）檢測線（T 線）熒光信號強度的變化。GTQD@Si-FCGICA 在克倫特羅 / 伏馬毒素 B1 / 吡蟲啉濃度分別為 1/1/1 ng/mL（e）、0.1/0.1/0.1 ng/mL（f）和 0.01/0.01/0.01 ng/mL（g）的尿液樣本中的重現性測試，展示了五次試驗后的熒光圖像。
開啟檢測 “智能時代”
隨著技術發展，FCGICA 有望與智能手機 APP 結合，開發出家用食品安全檢測 “神器”。消費者買菜后，只需滴幾滴樣品液，15 分鐘就能用手機掃碼讀取結果，讓食品安全看得見、摸得著。這項技術如同一道堅固防線，將小分子污染物擋在餐桌之外。它不僅提升食品安全監管效率，更增強消費者信心，推動食品行業向更安全、更透明方向發展，為公眾健康保駕護航。
食品安全無小事，FCGICA 技術以熒光為筆，以科技為紙，書寫著食品安全檢測的新篇章，讓我們離 “吃得放心” 的目標更近一步。
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/agt2.70033
來源：微生物安全與健康網，作者~楊融。
