我院2019级博士生在食品领域国际顶级期刊发表综述文章

近日，我校食品学院2019级博士生在国际食品顶级期刊《Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety》在线发表了题为“Multiplex optical bioassays for food safety analysis: Toward on-site detection”的综述论文( https://doi.org/10.1111/1541-4337.12914)。该期刊2022年IF为12.811。食品学院2019级博士研究生关甜为论文第一作者。

传统生物分析法存在检测靶标数少、灵敏度低和依赖大型仪器设备等局限性。近年来，基于光学生物分析的多靶标检测技术因检测限低、速度快、易于微型化等优点，已成为食品安全检测技术研究热点之一。该文章全面综述了食品安全检测领域相关的多靶标光学生物分析法，包括位置分辨模式（多检测线/点试纸条、试纸条阵列、微孔板阵列、微流控芯片阵列、表面等离子体共振阵列）和信号分辨模式（广谱性抗体/适配体、多色可见光/荧光探针、多波长表面增强拉曼光谱等）。该综述围绕如何设计位置分辨能力强的传感器基底、如何开发区分度高的多色探针、如何提高检测靶标数量并提升方法灵敏度等进行了系统的讨论和梳理。最后，结合当下POCT研究热点，介绍了基于智能手机的便携式多靶标生物分析法，阐明了高灵敏、低成本、可现场操作的多靶标生物分析法是食品安全快速检测技术的重要发展方向。 

综述亮点

1.对食品安全快速检测领域的多靶标光学生物分析法进行了细致分类。

2.系统介绍了各类新型多靶标光学生物分析法的特点，以及如何提高方法的多靶标能力、提升灵敏度和简化检测装置，实现现场检测。

3.对新兴的基于智能手机的多靶标光学生物分析法进行了系统的讨论，并阐述了发展趋势。

综述结论

1.构建位置分辨的多靶标光学生物分析法时，多检测线免疫层析法的靶标数量容易受试纸条的长度和层析效果限制，新型多通道微流控芯片技术可以很好地解决这个问题。

2.构建信号分辨的多靶标光学生物分析法时，基于贵金属纳米材料和单激发、多发射波长的荧光纳米材料可以有效提高方法灵敏度，降低多波长荧光激发/发射对检测仪器的光路要求。

3.开发和利用基于智能手机的小型检测装置，构建便携式多靶标生物分析法，可实现食品安全的高通量现场筛查，提高检测效率。

4.目前在食品安全检测领域，已实现产业化的多靶标光学生物检测产品主要为免疫层析和酶联免疫分析试剂盒，多靶标微流控芯片将逐渐走向市场，基于智能手机的检测是一种颇具潜力、备受关注的热点技术。。

5.高通量、便携式现场检测是食品安全多靶标快速检测的发展趋势，必须将小型检测装置的硬件和软件标准化，才能更快地投入产业化。

图文赏析

图1 多靶标生物分析法的策略

 图2 基于离心式微流控芯片的多靶标光学生物分析法

图3 基于磁操控(A)和虹吸作用(B)芯片的多靶标生物分析法

图4 广谱性β-激动剂半抗原设计对抗体广谱性的调控示意图

图5 基于多色荧光量子点的多靶标生物分析法同时检测真菌毒素AFB1和FB1

图6 多靶标表面增强拉曼光谱法同时检测多种农药残留

图7 多靶标光波导传感器同时检测水体污染物微囊藻毒素和肝毒素 

图8 基于智能手机的基因分析仪同时检测3种食源性致病菌

图9 基于智能手机的便携式荧光显微镜

图10 基于智能手机的可见光/荧光检测仪

该研究工作得到了国家十三五重点研发专项、国家自然科学基金（面上项目）等的资助。

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第一作者简介

关甜，博士

关甜，华南农业大学食品学院2019级在读博士。研究方向为食品安全检测，主要针对食品中小分子污染物构建基于微流控芯片的多靶标、便携式快速检测技术。以第一作者在Analytical Chemistry, Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, Sensors and Actuators B: Chemical, Food Chemistry等期刊上发表6篇SCI论文。