胶体金免疫层析技术在食品检测中的应用分析

食品安全是关乎国计民生的重要议题，随着食品生产和流通环节的日益复杂，对食品安全检测技术的要求也越来越高。在众多检测技术中，胶体金免疫层析技术凭借其高效、快速、成本低廉的独特优势，逐渐在食品快速检测领域崭露头角。由此可见，进行相关研究具有较强的现实意义。

1.胶体金免疫层析技术的基本概念

1.1 胶体金免疫层析技术检测的基本原理

胶体金免疫层析技术是一种将胶体金标记技术、免疫反应和层析技术相结合的快速诊断技术。其原理为以硝酸纤维素膜（NC膜）为固相载体，在NC膜的特定区域分别包被抗原或抗体，即检测线（T线）和质控线（C线）。将含有待检样本（如血液、尿液等生物样本）加到试纸条的样本垫上，样本中的水分使样本溶解并在毛细作用下沿着试纸条向前移动。当样本移动到结合垫时，预先固定在结合垫上的胶体金标记的抗体（或抗原）与样本中的待测抗原（或抗体）特异性结合形成复合物。随着液体继续向前移动，该复合物移动到检测线区域，若样本中存在待测物，复合物就会与检测线上的抗原（或抗体）发生特异性结合，形成金标抗体抗原抗体夹心复合物，聚集的胶体金颗粒呈现出肉眼可见的红色条带，表明检测结果为阳性；若样本中不存在待测物，检测线处则不会出现红色条带，即为阴性结果。而质控线的作用是验证整个检测过程是否正常进行，无论样本中是否有待测物，只要检测操作正确，质控线都会出现红色条带，说明试纸条的检测功能正常。

2.胶体金免疫层析技术的特点

2.1 操作方便

胶体金免疫层析技术的整个检测过程不依赖大型、精密且昂贵的仪器。例如，基因测序需要专业的测序仪，高效液相色谱质谱联用需要复杂的液相色谱和质谱设备。胶体金免疫层析技术仅需试纸条，以及移液器（用于准确加样）、离心管（样本前处理时使用）等简单器材。在样本前的处理中，该技术的前处理步骤较为简单。以常见的食品检测为例，若是检测液态食品，只需简单离心去除杂质后就可用于检测；对于固态食品，如检测水果中的农药残留代谢产物，通常将水果切碎、提取、离心取上清液即可，无需冗长复杂的化学提取、净化等步骤。

同时，该技术上手难度不高，只需经过简短的培训就能快速掌握操作要点。培训内容主要集中在样本的正确采集与前处理、移液器的规范使用、试纸条的加样操作以及结果判读等基础方面。例如，在农产品快检站，工作人员经过短期培训后，就能熟练运用胶体金免疫层析试纸条对农产品中的农药残留、兽药残留等进行快速检测。

2.2 检测效率高

传统的检测方法，如微生物培养法，需要将样本接种在合适的培养基上，在特定的温度和环境条件下培养数天，让微生物生长繁殖到足够数量才能进行观察和鉴定。而胶体金免疫层析技术省去了繁琐的培养过程。从样本前处理到得出最终检测结果，整个流程一气呵成。以检测食品中的大肠杆菌O157：H7为例，使用胶体金免疫层析试纸条，样本前处理采用简单的离心、提取等操作，整个过程为10分钟左右，加上检测等待时间，一般在30分钟以内就能完成检测，大幅缩短了检测周期。

基于抗原抗体的特异性结合原理，胶体金标记的抗体与样本中的目标抗原一旦接触，就能在短时间内发生特异性结合反应。这种快速的结合反应是该技术检测速度快的关键因素之一。当样本加到试纸条上后，在毛细作用下，样本中的目标物质与胶体金标记抗体迅速结合形成复合物，随后复合物在试纸条上快速移动并与检测线上固定的抗体结合显色，整个反应过程在5-15分钟内即可完成。

此外，与一些需要复杂数据分析和处理的检测技术不同，胶体金免疫层析技术的结果通过试纸条上的显色情况直接呈现。检测人员在规定的等待时间后，无需进行复杂的数据计算，只要通过直接观察试纸条上检测线和质控线的显色与否及颜色深浅，就能立即判断检测结果是阳性、阴性还是无效。

2.3 成本较低

构成胶体金免疫层析试纸条的主要材料包括硝酸纤维素膜、玻璃纤维、吸水纸以及塑料底板等。这些材料来源广泛，价格相对低廉。例如，硝酸纤维素膜作为核心部件，其生产工艺成熟，大规模生产使得成本得以有效控制。同时，用于标记抗体的胶体金制备方法相对简单，所需的氯金酸等原料价格较为稳定且成本不高，降低了试纸条的整体生产成本。在此基础上，试纸条的制造过程较为简单，主要涉及将抗体等生物活性物质固定在相应的膜材上，以及组装各个部件。相较于其他复杂的生物芯片或高端检测试剂的生产，其生产设备和工艺要求较低，不需要巨额的设备投资和高昂的生产维护成本。

3.胶体金免疫层析技术在食品快速检测中的具体应用

3.1 药物残留检测

在食品中药物残留检测中，胶体金免疫层析技术的检测对象涵盖各类食品中的多种药物残留，如畜禽产品中的抗生素（如青霉素、四环素、磺胺类药物）、激素（如瘦肉精，即盐酸克伦特罗、莱克多巴胺等）；水产品中的氯霉素、孔雀石绿；蔬菜水果中的农药残留（如有机磷、氨基甲酸酯类农药）等。

药物残留的检测流程具体为：一是样本前处理。对于液态食品（如牛奶），一般只需简单离心去除杂质后，即可作为检测样本。而对于固态食品（如肉类、蔬菜），则需要经过更复杂的处理。以“肉类检测瘦肉精”为例，首先需要将肉样剪碎，再加入适量的缓冲液进行匀浆，使药物充分溶解到溶液中，然后离心取上清液作为检测样本。其次试纸条检测操作。通过使用移液器准确吸取适量经过前处理的样本溶液，均匀滴加到试纸条的样本垫上，注意不要过量加样，以免液体溢出影响检测结果。加样后，样本在试纸条上开始层析流动，与结合垫、检测线和质控线发生一系列免疫反应。此时需将试纸条放置在平稳、干燥的环境中，再按照说明书规定的时间等待结果显示，如5-15min。最后结果判读。在规定时间内观察，若试纸条上仅质控线（C线）显色，检测线（T线）不显色，表明样本中未检测到目标药物残留，为阴性结果；若检测线（T线）和质控线（C线）都显色，无论检测线颜色深浅，均判定为阳性结果，说明样本中存在目标药物残留。如果检测线颜色比质控线颜色浅，称为弱阳性结果，提示样本中药物残留量可能较低；若检测线颜色与质控线颜色相近或更深，则为强阳性结果，表明药物残留量较高。此外，若质控线不显色，无论检测线是否显色，都说明检测过程存在问题，此次检测结果无效，需要重新进行检测。可能的原因包括试纸条过期、保存不当、加样操作失误等。

以“猪肉中磺胺类药物残留检测”为例，首先准备磺胺类药物残留胶体金免疫层析检测试纸条。然后，取适量新鲜猪肉样品，切成小块后放入匀浆器中，加入一定量的提取缓冲液进行匀浆。将匀浆液转移至离心管中，以适当的转速（如4000-5000转/分钟）离心10-15min，取上清液作为检测样本。接着，使用移液器吸取100-150μL的样本上清液，缓慢滴加到试纸条的样本垫上。将试纸条平放在桌面上，开始计时，等待10分钟。最后，观察试纸条上的显色情况。若C线显色，T线不显色，则猪肉样本中未检测到磺胺类药物残留；若C线和T线都显色，则表明猪肉样本中存在磺胺类药物残留，需进一步根据检测线颜色深浅初步判断药物残留量的高低。

3.2 病原微生物检测

胶体金免疫层析技术可利用胶体金颗粒的光学特性和免疫反应的特异性，通过层析过程，实现对食品中细菌、病毒等病原微生物的快速检测，如细菌（如大肠杆菌O157：H7、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌等）、病毒（如诺如病毒、甲型肝炎病毒等）、真菌（如黄曲霉等）及其毒素。这些病原微生物污染食品后，可能引发食物中毒、肠道疾病等健康问题，严重威胁消费者的身体健康。与传统的检测方法相比，胶体金免疫层析技术不仅操作简便、快速，还极大地提高了检测的安全性和环保性。

在检测过程中，对于牛奶、果汁等液态食品，一般取适量样品离心（通常3000-5000转/分钟，离心5-10分钟），取上清液作为检测样本。对于固态食品（如肉类、蔬菜），处理相对复杂。以检测肉类中的沙门氏菌为例，需将肉样剪碎，并取2-5克放入无菌容器中，再加入适量（如5倍体积）的无菌生理盐水，振荡混匀后浸泡一段时间（如30分钟），使细菌充分释放到溶液中，然后离心取上清液。

在试纸条检测中，只需使用移液器准确吸取适量经过前处理的样本溶液（一般100-150μL），缓慢均匀地滴加到试纸条的样本垫上。注意加样过程中避免移液器头直接接触样本垫，防止交叉污染。加样后，将试纸条放置在平整、干燥的地方，让样本在试纸条上自然层析流动。按照试纸条说明书规定的时间等待结果显示。在此期间，不要移动或晃动试纸条，以免影响检测结果。然后，在规定时间内观察，若试纸条上仅质控线（C线）显色，检测线（T线）不显色，表明样本中未检测到目标病原微生物，为阴性结果。若检测线（T线）和质控线（C线）都显色，无论检测线颜色深浅，均判定为阳性结果，说明样本中存在目标病原微生物。如果检测线颜色比质控线颜色浅，称为弱阳性结果，提示样本中病原微生物含量可能较低；若检测线颜色与质控线颜色相近或更深，则为强阳性结果，表明病原微生物含量较高。

以检测蔬菜中的大肠杆菌O157：H7为例，取适量蔬菜样品，剪成小段后取5g放入无菌容器中，加入10倍体积的无菌生理盐水，振荡混匀，浸泡30分钟。然后将混合液转移至离心管中，3000转/分钟离心10分钟，取上清液作为检测样本。接着，用移液器吸取100μL样本上清液，缓慢滴加到试纸条的样本垫上。将试纸条平放在桌面上，等待10分钟后，观察试纸条上的显色情况。若C线显色，T线不显色，则蔬菜样本中未检测到大肠杆菌O157：H7。

3.3 生物毒素检测

该技术可检测多种生物毒素，常见的如黄曲霉毒素（在变质的粮油制品、坚果等食品中存在）、赭曲霉毒素（多见于谷物、咖啡豆等）、呕吐毒素（常出现在小麦、玉米等谷物类食品）、伏马毒素（主要存在于玉米及其制品）、河豚毒素（存在于河豚等有毒鱼类体内）、麻痹性贝类毒素（在贝类海鲜中可能富集）等。这些生物毒素毒性较强，对人体健康危害大。

在检测过程中，不同食品类型处理方式不同，对于固体食品，如检测花生中的黄曲霉毒素，需将花生粉碎，加入适当的提取溶剂（如甲醇水混合溶液），振荡提取一段时间（如30分钟），使毒素充分溶解到溶液中，然后离心取上清液。对于液体食品，像检测牛奶中的某些毒素，可直接取适量牛奶离心，去除杂质后取上清作为检测样本。然后，使用移液器准确吸取100-150μL经过前处理的样本溶液，并缓慢、均匀地滴加到试纸条的样本垫上。在此基础上，需注意加样量要准确，避免过多或过少影响检测结果，且加样过程中不要碰到样本垫边缘，防止液体溢出。最后在规定时间内观察，若试纸条上仅质控线（C线）显色，检测线（T线）不显色，表明样本中未检测到目标生物毒素，为阴性结果。

例如，在玉米中呕吐毒素检测中，第一，取适量玉米样品，用研钵研磨成粉末状。称取2g玉米粉末放入离心管中，加入10mL甲醇水（如7：3）混合提取液，振荡30分钟，使呕吐毒素充分溶解。然后以4000转/分钟离心15分钟，取上清液。第二，用移液器吸取120μL上清液，缓慢滴加到试纸条样本垫上。将试纸条平放在干净的桌面上，计时10分钟。第三，观察试纸条显色情况。若C线显色，T线不显色，玉米样本未检测到呕吐毒素。

结束语

展望未来，随着材料科学的进步、计算机模拟水平的提升和大数据分析技术的应用，胶体金免疫层析技术在食品快速检测中的应用更加实用、切合实际。特别是在智能化、自动化的加持下，未来的食品安全快检技术将更加依赖于精细化管理和智能化决策，由此开展的相关理论研究和实践探索必须得到大力支持。

作者简介

王艳平（1986.02-），女，汉族，河北唐山人，本科，食品药品工程师；研究方向：食品安全日常监管、执法，食品安全快速检测相关工作。