胶体金免疫层析快速检测技术在农产品安全监管中的应用探究

摘 要：胶体金免疫层析技术是一种基于抗原抗体特异性反应的快速检测方法，因其高效、便捷、低成本等特点，在农产品安全监管中得到了广泛应用。本文详细阐述胶体金免疫层析技术的原理、特点及其在农产品农药残留、兽药残留、生物毒素检测等方面的具体应用，分析其技术优势与局限性，并提出未来技术优化和推广应用的策略。该技术能够有效提升农产品安全监管效率，为保障农产品质量安全提供重要的技术支持。

关键词：胶体金免疫层析；食品安全；快速检测

Abstract： Colloidal gold immunochromatography is a rapid detection method based on the specific reaction of antigen and antibody. Because of its high efficiency， convenience and low cost， it has been widely used in the safety supervision of agricultural products. In this paper， the principle， characteristics and application of colloidal gold immunochromatography in the detection of pesticide residues， veterinary drug residues and biotoxins in agricultural products are described in detail， the advantages and limitations of the technology are analyzed， and the strategies for the optimization and promotion of the future technology are proposed. This technology can effectively improve the efficiency of agricultural product safety supervision and provide important technical support for ensuring the quality and safety of agricultural products.

农产品安全作为食品安全的基石，与公众健康及社会和谐紧密相连，其重要性不言而喻。农产品中潜藏的风险因素，如农药残留、兽药残留、生物毒素、重金属污染及非法添加剂等，不仅损害了食品质量，更对人体健康构成了严重威胁[1]。因此，采用精确高效的检测技术来筛查食品中的有害因子，是确保食品安全的关键举措。在众多检测技术中，化学分析法、仪器分析法、免疫学检测法及电化学分析法各有其特点[2]。其中，化学分析法作为传统手段，凭借成本低廉、操作简便的优势，得到了广泛应用。然而，其准确性易受人为操作影响，存在一定的局限性。对比而言，仪器分析法以其高精确度和灵敏度，成为现代检测领域的重要支柱[3]。近年来，农产品安全问题频发，特别是农药残留、兽药残留及生物毒素等问题日益凸显，对传统检测技术提出了更高要求。在此背景下，胶体金免疫层析技术凭借其快速响应、操作简便及成本效益高等显著优势，成为农产品安全监管领域的重要工具。本文旨在深入剖析胶体金免疫层析技术的核心原理、当前应用状况及其未来发展路径，旨在为提升我国农产品安全监管水平提供坚实的理论基础与实践指导，助力构建更加安全可靠的农产品供应链。

1 胶体金免疫层析技术概述

1.1 技术原理

胶体金即金溶胶，是由氯金酸在抗坏血酸等还原剂作用下形成的带负电的金颗粒悬液。这些金颗粒由一个基础金核和外在的离子层构成，呈现出细微分散的稳定状态[4]。不同粒径的胶体金可以显现不同的颜色，这一特性为其在检测中的应用提供了基础。在弱碱环境下，胶体金颗粒能够与抗体或抗原通过静电作用进行牢固且稳定的结合，同时这种结合不会干扰蛋白质的生物特性，因此胶体金颗粒在免疫和生物学领域具有独特的应用价值[5]。胶体金在快速检测技术中的应用主要体现在胶体金免疫层析法上。该方法利用胶体金作为示踪标记物，与特异性抗体或抗原结合后，在层析过程中与目标物发生特异性反应。由于胶体金颗粒的高电子密度和显色特性，它们能够在检测线上形成肉眼可见的显色反应，通常以红色形式出现，从而实现目标物的定性或半定量检测[6]。

胶体金免疫层析技术核心步骤包括以下3个部分。①胶体金标记。将抗体或抗原与胶体金颗粒结合，形成胶体金标记物。胶体金颗粒具有高电子密度和显色特性，能够作为信号放大载体。②层析反应。将样品滴加到试纸条上，样品中的目标物与胶体金标记物发生特异性反应，形成复合物。复合物在试纸条的毛细作用下沿硝酸纤维素膜移动。③显色检测。复合物在试纸条的检测线（T线）和质控线（C线）处富集，通过显色反应实现目标物的定性或半定量检测。若T线和C线均显现红色，则结果为阳性；若仅C线红色，而无T线，则结果为阴性。如果C线不出现，则无论T线是否显色，都表明试剂可能已失效，或者检测过程中存在其他错误，导致结果无法判断。

1.2 技术特点

胶体金免疫层析技术特点主要包括以下5个方面。①高效性。检测时间短，通常为5～15 min，适合现场快速筛查。②便捷性。操作简单，无须复杂设备，适合非专业人员使用。③低成本。试纸条成本低，适合大规模应用。④高特异性。基于抗原抗体反应，具有较高的检测准确性。⑤结果可视化。通过显色反应直接读取结果，无须额外仪器。

2 胶体金免疫层析技术在农产品安全监管中的应用

2.1 农药残留检测

农药残留是指农药施用后在环境、生物体及食品中残存的农药原药、代谢物、降解产物、衍生物及杂质的总和[7]。这些残留物主要源自农业生产环节中农药的投放，其成分可能涵盖有机磷类、有机氯类、拟除虫菊酯类及氨基甲酸酯类等农药[8]。虽然农药在保护作物免受病虫草害方面发挥着重要作用，但其在农产品中的残留却可能构成潜在的健康风险，尤其是当农药使用不当或过量时，农产品中的农药残留量可能超出安全阈值，对消费者健康构成威胁。

针对农产品中的农药残留问题，开展有效的监测与分析显得尤为重要。这不仅关乎消费者健康权益，更为农药残留限量标准的制定提供了坚实的科学依据。在农药残留分析领域，已研发出多种高效、快速的检测技术。例如，WANG等[9]研制出可以同时检测除草醚与甲羧除草醚的免疫层析试纸条。金洪伟等[10]研究出胶体金检测卡，能够对多种蔬菜中毒死蜱进行快速且准确的检测。这些成熟的检测技术在果蔬现场快速检测中发挥了十分重要的作用。2024年，浙江省积极响应公众需求，全力推动“菜篮子安全守护微改革”深入实施，特别强调并明确要求，在农产品质量检测环节中提高胶体金法的应用比重，以进一步强化食品安全监管力度。

2.2 兽药残留检测

兽药残留是指畜禽或水产品养殖者在对动物使用兽药后，药物会蓄积或残留在动物机体及产品（如鸡蛋、肉品等）中，包括原型药物、其代谢产物及与兽药相关的杂质残留。英国经济学家O’NEILL[11]报告指出，每年因不合理使用兽药或不遵守停药期导致大量人员死亡，凸显了兽药残留问题的严峻性。因此，加强兽药使用管理，确保动物源性食品中兽药残留量在安全范围内，对于保障公众健康、维护生态平衡具有重要意义。

为了检测兽药残留，科学家们采用了多种方法，其中酶联免疫吸附测定法（Enzyme-Linked Immunosorbent Assay，ELISA）已成为一种重要的常规手段。例如，杨建中[12]研制的禽肉中金刚烷胺快速检测卡，回收率在84%～112%，准确度和精密度均符合要求，为肉类中金刚烷胺类药物及其代谢物残留的检测提供了新的有效手段。此外，李建鲲等[13]研制的鸡蛋中氟喹诺酮类药物残留检测卡，回收率稳定在90.0%～102.0%，进一步验证了ELISA法在兽药残留检测中的应用广泛性和准确性。这些试剂盒不仅保质期长，检测快速灵敏，而且有机溶剂使用少，对环境污染小。因此，酶联免疫吸附技术在保障食品安全方面发挥着越来越重要的作用。

2.3 生物毒素检测

生物毒素又称天然毒素，是指由动物、植物、微生物等生物体产生的对其他生物物种具有毒害作用的化学物质。这些毒素种类繁多，数量庞大，涵盖了几乎所有类型的化合物。其生物活性复杂，对人体生理功能可产生显著影响。其中，微生物毒素还可进一步细分为细菌毒素（白喉杆菌、破伤风杆菌以及肉毒杆菌产生的毒素等）、真菌毒素（黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮等）等类别。生物毒素的毒性反应多样，主要包括次要反应、急性反应和致命反应。次要反应症状较轻，如麦角生物碱引发的反应；急性反应发病迅速，症状严重，如志贺毒素导致的中毒；致命反应则可能引发严重的健康损害乃至死亡，如肉毒杆菌毒素中毒。

为了检测生物毒素，科学家们采用了多种先进的技术方法。例如，ZHANG等[14]通过荧光标记，对黄曲霉毒素B1进行荧光免疫分析，准确度和灵敏性良好。LING[15]选择胶体金免疫法检测河豚毒素，检出限在4.44 ng·mL-1，为河豚毒素检测提供了有效手段。此外，LIU等[16]也采用胶体金技术研制破伤风神经毒素快速检测卡，其灵敏度高达0.01 IU·mL-1。曹德康等[17]则研制了一种谷物真菌毒素三联检测卡，能够同时快速检测谷物中的黄曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮、呕吐毒素。

3 胶体金免疫层析技术在农产品安全监管应用中的优势与局限性

胶体金免疫层析技术在农产品安全监管应用中的优势主要包括以下3个方面。①高效便捷。胶体金免疫层析技术检测速度快、操作简便，非常适合现场快速筛查。使用者只需按照说明书准备样品，将提取液滴加到试纸条上，等待几分钟后即可读取结果。②准确性高。该技术基于免疫学原理，通过特异性抗体与目标化合物（如农药残留、重金属等）的结合反应，并利用胶体金颗粒显色来指示是否存在特定的有害物质。这种技术不仅灵敏度高，而且特异性强，能够准确识别和检测农产品中的有害物。③应用广泛。胶体金免疫层析技术已经广泛应用于农产品检测领域，包括水果、蔬菜、茶叶、粮食以及农副产品等食品的安全检测。

胶体金免疫层析技术在农产品安全监管应用中也存在一定的局限性。①检测灵敏度有限。胶体金免疫层析技术相比某些实验室高精度检测方法，如液相色谱质谱联用等，检测灵敏度相对较低。这意味着在低浓度目标物质的检测中，胶体金免疫层析技术可能存在漏检的风险，无法准确捕捉到微量的有害物质。②定性或半定量检测。该技术通常只能实现定性或半定量检测，难以满足对目标物质进行精确定量的需求。在某些需要严格测量目标物质含量的场合，胶体金免疫层析技术可能无法提供足够准确的数据支持。③稳定性问题。试纸条的储存和使用条件对胶体金免疫层析技术的检测结果稳定性有较大影响。如果试纸条保存不当或在使用过程中受到污染，可能会导致检测结果不准确，从而影响监管和决策的可靠性。

4 未来发展方向

4.1 技术优化

①通过不断优化胶体金标记技术和抗体性能，以及引入信号放大技术（如纳米材料、酶催化反应等），可以进一步提升胶体金法的检测灵敏度和准确性，使其能够更精准地检测出目标物质，满足更高标准的检测需求。②致力于开发能够同时检测多种目标物的试纸条，以提升检测效率，减少检测时间和成本。③利用多重标记技术（如不同颜色的胶体金颗粒），从而实现多目标物的同步检测，为临床诊断和疾病筛查提供更多信息。

4.2 数字赋能