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摘要：目前，纳米材料电化学传感器以其独特的优势在食品分析领域中显示出巨大的应用潜力，涉及到食品农药残留、兽药残留、真菌毒素、污染物、微生物等检测方面。虽然纳米材料电化学传感器具有仪器简单，操作方便，周期短，灵敏度高等优点，但是由于食品基质复杂，测定前需要复杂的前处理过程，稳定性差等问题依然丞待解决。
关键词：纳米材料；电化学传感器；食品检测应用
引言
纳米材料目前已广泛应用于传感器领域，纳米材料电化学传感器相对于质谱，色谱等传统的检测方法来说，具有操作简单、响应快速、费用消耗低、灵敏度高等优点，因此在食品检测领域有重要应用。本文对纳米材料电化学传感器在食品农药残留、兽药残留、真菌毒素、污染物、微生物等检测方面的应用进行了综述，对纳米材料电化学传感器的优势进行了分析，以期为该技术的应用提供参考依据。
1 纳米材料电化学传感器概述
纳米材料生物电化学传感器相对于传统的直接由纳米材料修饰的传感器有良好的生物相容性和选择性，因此应用也比较广泛。在纳米材料生物电化学传感器构建过程中，生物组分的固定化方法是关键步骤之一，也是改善电化学免疫传感灵敏度、稳定性等传感器性能的有效手段之一。目前，较为常见的固定化方法有吸附法、共价键合法、包埋法、电化学聚合法、层层自组装法等。较为常见的纳米材料有碳纳米管、石墨烯、介孔碳材料、金属纳米粒子等。通过上述固定化方法将纳米材料与生物组分相结合，然后修饰到电极表面，可以实现对各种物质的检测。电化学传感器的分类方法有很多种，根据检测物质的不同分类：电化学传感器可分为生物电化学传感器、气体电化学传感器等、离子电化学传感器等。在检测这些物质的时候，既可以单独用由无机材料、有机材料等材料修饰的电极，也可以用这些电极与生物敏感元件相结合，因为此类电极含有生物分子，常常被称为生物电化学传感器。
2 纳米材料电化学传感器在食品安全检测的应用
2.1 纳米材料电化学传感器在黄曲霉毒素B1检测中的应用
近年来，真菌毒素污染也是食品安全值得关注的问题之一。我国GB2761-2017《食品安全国家标准食品中真菌毒素限量》中规定了各类食品真菌毒素的限量。该标准中规定了食品中黄曲霉毒素B1、黄曲霉毒素M1、脱氧雪腐镰刀菌烯醇、展青霉素、赭曲霉毒素A及玉米赤霉烯酮的限量指标。真菌毒素污染食品后，可使食用者中毒，有些毒素可以诱导基因突变和产生致癌性。其中黄曲霉毒素B1毒性最强、传播范围最广，在农产品中几乎无可避免，对人类危害巨大。在发展中国家，很多种癌症的发病情况和AFB1有关，因此必须严格控制食品中AFB1的最大残留量。传统的AFB1检测方法耗费时间长，不能够满足对农产品的现场监控作用，纳米材料电化学传感器的使用。目前，电化学测定黄曲霉毒素B1的方法主要是构建电化学免疫传感器，实现特异性的识别检。Myndrul等研制了一种快速、低成本的AFB1免疫传感器，通过将AFB1的抗体固定到多孔硅覆盖薄金层的纳米结构上，从而实现对AFB1的检测，并且在0.001~100ng/mL的AFB1浓度范围内对该免疫传感器进行了测试，检测限达到3pg/mL，方法灵敏度高。
2.2 纳米材料电化学传感器在食品农兽药残留中的应用
农兽药残留问题对人们的健康的危害和对经济造成的损失不容忽视。我们国家也发布了一系列的标准和公告来规定食品中农兽药残留的限量指标。
如GB2763-2019《食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》、GB31650-2019《食品安全国家标准食品中兽药最大残留限量》等，另外国家也采取一系列措施，加强对农兽药残留超标的检测，整治农兽药残留的问题。但是食品中尤其是蔬菜中的农药残留超标，水产品、蜂蜜产品以及肉制品、乳制品中的兽药残留超标以及违规使用禁用兽药问题仍然屡见不鲜。因此有学者对运用纳米材料电化学传感器检测农兽药残留进行了研究，并得到了良好的结果。目前在农兽药残留方面的研究有相对传统的电化学传感器、选择性专一的分子印迹电化学传感器和电化学免疫传感器等类型。分子印迹电化学传感器和电化学免疫传感器测定的高选择性和电化学分析高灵敏度的特征得到了越来越广泛的应用。
2.3 纳米材料电化学传感器在食品污染物检测中的应用
食品污染物是指食品在从生产加工、包装、贮存、运输等过程中产生的或由环境污染带入的、非有意加入的有毒有害物质。人体超量摄入污染物， 有可能损伤神经系统、消化系统并有可能致癌。GB2762-2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》规定了食品中铅、镉、汞、亚硝酸盐等12种污染物限量，涉及水果、蔬菜、谷物等22类食品、160余个限量指标。目前对于食品中污染物测定的电化学传感器主要测定食品中的重金属离子、亚硝酸盐、苯并芘，而对于食品中有机污染物的研究相对较少。
“民以食为天，食以安为先”，食品安全问题关乎全人类的安全，与人民经济、生活和社会发展都有着密不可分的联系。三聚氰胺事件、皮革奶、瘦肉精、地沟油与染色馒头等一系列重大食品安全事件触目惊心，为人们敲响了警钟。2015年，我国正式实施《食品安全法》，制定了关于食品安全事件的具体处理办法。经过各方的共同努力，国内食品安全形总体趋稳向好，2018年，我国食品总体抽检合格率合格率在97%以上，大众消费食品整体合格率保持高位。但是农药兽药残留、重金属污染、生物毒素污染问题需要高度关注；微生物污染问题仍较普遍；违规使用添加剂、非法添加仍是顽疾，质量指标不符合标准等问题仍然多发易发。食品安全问题仍时刻不能放松。纳米材料是一种尺寸通常在1~100nm之间的材料，因其具有高的比表面积、良好的导电性和催化活性、良好的生物相容性被广泛研究和应用，目前分析研究比较多的纳米材料主要有纳米碳材料，碳纳米管、石墨烯、纳米碳球、介孔碳材料、量子点、金属纳米粒子、金属纳米氧化物等。电化学传感器是通过将待测物质的化学信号转换成电学信号，从而实现物质快速检测的一种传感器。纳米材料电化学传感器是指将纳米材料进行电极表面的修饰，从而提高电极的导电性能，在电化学反应中发挥催化作用，从而实现物质快速检测的传感器。纳米材料电化学传感器结合了纳米材料和电化学传感器的优点，具有较高的灵敏度及选择性且响应时间短、成本低和便于携带，且相对与质谱，色谱等大型仪器来说操作简单、响应更快速、费用消耗低。因此在食品检测、生物医学、农业和环境监测等方面有广泛的研究与应用。
3 结语
综上述，食品安全检测范围广泛， 涉及领域较多，检测物质的品种庞杂。建立一套快速、简便、敏感、准确的食品安全检测体系意义重大。纳米材料电化学传感器作为新型的快速检测技术，在食品中农药残留、兽药残留、真菌毒素、理化指标和微生物指标等方面应用研究正在蓬勃开展。本研究综述了纳米材料电化学传感器在食品检测中的应用，为食品安全快速检测技术提供新的思路。
参考文献
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[2]刘凯歌.基于纳米材料为载体的电流型及电位型免疫传感器的研究[D].西南大学2018.
[3]彭杨,欧阳海平.关于电化学检测腌制食品中亚硝酸盐分析[J].粮食科技与经济.2017(09).