膠體金免疫層析快速檢測技術在農產品安全監管中的應用探究

摘 要：膠體金免疫層析技術是一種基于抗原抗體特異性反應的快速檢測方法，因其高效、便捷、低成本等特點，在農產品安全監管中得到了廣泛應用。本文詳細闡述膠體金免疫層析技術的原理、特點及其在農產品農藥殘留、獸藥殘留、生物毒素檢測等方面的具體應用，分析其技術優勢與局限性，并提出未來技術優化和推廣應用的策略。該技術能夠有效提升農產品安全監管效率，為保障農產品質量安全提供重要的技術支持。

關鍵詞：膠體金免疫層析；食品安全；快速檢測

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.

農產品安全作為食品安全的基石，與公眾健康及社會和諧緊密相連，其重要性不言而喻。農產品中潛藏的風險因素，如農藥殘留、獸藥殘留、生物毒素、重金屬污染及非法添加劑等，不僅損害了食品質量，更對人體健康構成了嚴重威脅[1]。因此，采用精確高效的檢測技術來篩查食品中的有害因子，是確保食品安全的關鍵舉措。在眾多檢測技術中，化學分析法、儀器分析法、免疫學檢測法及電化學分析法各有其特點[2]。其中，化學分析法作為傳統手段，憑借成本低廉、操作簡便的優勢，得到了廣泛應用。然而，其準確性易受人為操作影響，存在一定的局限性。對比而言，儀器分析法以其高精確度和靈敏度，成為現代檢測領域的重要支柱[3]。近年來，農產品安全問題頻發，特別是農藥殘留、獸藥殘留及生物毒素等問題日益凸顯，對傳統檢測技術提出了更高要求。在此背景下，膠體金免疫層析技術憑借其快速響應、操作簡便及成本效益高等顯著優勢，成為農產品安全監管領域的重要工具。本文旨在深入剖析膠體金免疫層析技術的核心原理、當前應用狀況及其未來發展路徑，旨在為提升我國農產品安全監管水平提供堅實的理論基礎與實踐指導，助力構建更加安全可靠的農產品供應鏈。

1 膠體金免疫層析技術概述

1.1 技術原理

膠體金即金溶膠，是由氯金酸在抗壞血酸等還原劑作用下形成的帶負電的金顆粒懸液。這些金顆粒由一個基礎金核和外在的離子層構成，呈現出細微分散的穩定狀態[4]。不同粒徑的膠體金可以顯現不同的顏色，這一特性為其在檢測中的應用提供了基礎。在弱堿環境下，膠體金顆粒能夠與抗體或抗原通過靜電作用進行牢固且穩定的結合，同時這種結合不會干擾蛋白質的生物特性，因此膠體金顆粒在免疫和生物學領域具有獨特的應用價值[5]。膠體金在快速檢測技術中的應用主要體現在膠體金免疫層析法上。該方法利用膠體金作為示蹤標記物，與特異性抗體或抗原結合后，在層析過程中與目標物發生特異性反應。由于膠體金顆粒的高電子密度和顯色特性，它們能夠在檢測線上形成肉眼可見的顯色反應，通常以紅色形式出現，從而實現目標物的定性或半定量檢測[6]。

膠體金免疫層析技術核心步驟包括以下3個部分。①膠體金標記。將抗體或抗原與膠體金顆粒結合，形成膠體金標記物。膠體金顆粒具有高電子密度和顯色特性，能夠作為信號放大載體。②層析反應。將樣品滴加到試紙條上，樣品中的目標物與膠體金標記物發生特異性反應，形成復合物。復合物在試紙條的毛細作用下沿硝酸纖維素膜移動。③顯色檢測。復合物在試紙條的檢測線（T線）和質控線（C線）處富集，通過顯色反應實現目標物的定性或半定量檢測。若T線和C線均顯現紅色，則結果為陽性；若僅C線紅色，而無T線，則結果為陰性。如果C線不出現，則無論T線是否顯色，都表明試劑可能已失效，或者檢測過程中存在其他錯誤，導致結果無法判斷。

1.2 技術特點

膠體金免疫層析技術特點主要包括以下5個方面。①高效性。檢測時間短，通常為5～15 min，適合現場快速篩查。②便捷性。操作簡單，無須復雜設備，適合非專業人員使用。③低成本。試紙條成本低，適合大規模應用。④高特異性。基于抗原抗體反應，具有較高的檢測準確性。⑤結果可視化。通過顯色反應直接讀取結果，無須額外儀器。

2 膠體金免疫層析技術在農產品安全監管中的應用

2.1 農藥殘留檢測

農藥殘留是指農藥施用后在環境、生物體及食品中殘存的農藥原藥、代謝物、降解產物、衍生物及雜質的總和[7]。這些殘留物主要源自農業生產環節中農藥的投放，其成分可能涵蓋有機磷類、有機氯類、擬除蟲菊酯類及氨基甲酸酯類等農藥[8]。雖然農藥在保護作物免受病蟲草害方面發揮著重要作用，但其在農產品中的殘留卻可能構成潛在的健康風險，尤其是當農藥使用不當或過量時，農產品中的農藥殘留量可能超出安全閾值，對消費者健康構成威脅。

針對農產品中的農藥殘留問題，開展有效的監測與分析顯得尤為重要。這不僅關乎消費者健康權益，更為農藥殘留限量標準的制定提供了堅實的科學依據。在農藥殘留分析領域，已研發出多種高效、快速的檢測技術。例如，WANG等[9]研制出可以同時檢測除草醚與甲羧除草醚的免疫層析試紙條。金洪偉等[10]研究出膠體金檢測卡，能夠對多種蔬菜中毒死蜱進行快速且準確的檢測。這些成熟的檢測技術在果蔬現場快速檢測中發揮了十分重要的作用。2024年，浙江省積極響應公眾需求，全力推動“菜籃子安全守護微改革”深入實施，特別強調并明確要求，在農產品質量檢測環節中提高膠體金法的應用比重，以進一步強化食品安全監管力度。

2.2 獸藥殘留檢測

獸藥殘留是指畜禽或水產品養殖者在對動物使用獸藥后，藥物會蓄積或殘留在動物機體及產品（如雞蛋、肉品等）中，包括原型藥物、其代謝產物及與獸藥相關的雜質殘留。英國經濟學家O’NEILL[11]報告指出，每年因不合理使用獸藥或不遵守停藥期導致大量人員死亡，凸顯了獸藥殘留問題的嚴峻性。因此，加強獸藥使用管理，確保動物源性食品中獸藥殘留量在安全范圍內，對于保障公眾健康、維護生態平衡具有重要意義。

為了檢測獸藥殘留，科學家們采用了多種方法，其中酶聯免疫吸附測定法（Enzyme-Linked Immunosorbent Assay，ELISA）已成為一種重要的常規手段。例如，楊建中[12]研制的禽肉中金剛烷胺快速檢測卡，回收率在84%～112%，準確度和精密度均符合要求，為肉類中金剛烷胺類藥物及其代謝物殘留的檢測提供了新的有效手段。此外，李建鯤等[13]研制的雞蛋中氟喹諾酮類藥物殘留檢測卡，回收率穩定在90.0%～102.0%，進一步驗證了ELISA法在獸藥殘留檢測中的應用廣泛性和準確性。這些試劑盒不僅保質期長，檢測快速靈敏，而且有機溶劑使用少，對環境污染小。因此，酶聯免疫吸附技術在保障食品安全方面發揮著越來越重要的作用。

2.3 生物毒素檢測

生物毒素又稱天然毒素，是指由動物、植物、微生物等生物體產生的對其他生物物種具有毒害作用的化學物質。這些毒素種類繁多，數量龐大，涵蓋了幾乎所有類型的化合物。其生物活性復雜，對人體生理功能可產生顯著影響。其中，微生物毒素還可進一步細分為細菌毒素（白喉桿菌、破傷風桿菌以及肉毒桿菌產生的毒素等）、真菌毒素（黃曲霉毒素、玉米赤霉烯酮等）等類別。生物毒素的毒性反應多樣，主要包括次要反應、急性反應和致命反應。次要反應癥狀較輕，如麥角生物堿引發的反應；急性反應發病迅速，癥狀嚴重，如志賀毒素導致的中毒；致命反應則可能引發嚴重的健康損害乃至死亡，如肉毒桿菌毒素中毒。

為了檢測生物毒素，科學家們采用了多種先進的技術方法。例如，ZHANG等[14]通過熒光標記，對黃曲霉毒素B1進行熒光免疫分析，準確度和靈敏性良好。LING[15]選擇膠體金免疫法檢測河豚毒素，檢出限在4.44 ng·mL-1，為河豚毒素檢測提供了有效手段。此外，LIU等[16]也采用膠體金技術研制破傷風神經毒素快速檢測卡，其靈敏度高達0.01 IU·mL-1。曹德康等[17]則研制了一種谷物真菌毒素三聯檢測卡，能夠同時快速檢測谷物中的黃曲霉毒素B1、玉米赤霉烯酮、嘔吐毒素。

3 膠體金免疫層析技術在農產品安全監管應用中的優勢與局限性

膠體金免疫層析技術在農產品安全監管應用中的優勢主要包括以下3個方面。①高效便捷。膠體金免疫層析技術檢測速度快、操作簡便，非常適合現場快速篩查。使用者只需按照說明書準備樣品，將提取液滴加到試紙條上，等待幾分鐘后即可讀取結果。②準確性高。該技術基于免疫學原理，通過特異性抗體與目標化合物（如農藥殘留、重金屬等）的結合反應，并利用膠體金顆粒顯色來指示是否存在特定的有害物質。這種技術不僅靈敏度高，而且特異性強，能夠準確識別和檢測農產品中的有害物。③應用廣泛。膠體金免疫層析技術已經廣泛應用于農產品檢測領域，包括水果、蔬菜、茶葉、糧食以及農副產品等食品的安全檢測。

膠體金免疫層析技術在農產品安全監管應用中也存在一定的局限性。①檢測靈敏度有限。膠體金免疫層析技術相比某些實驗室高精度檢測方法，如液相色譜質譜聯用等，檢測靈敏度相對較低。這意味著在低濃度目標物質的檢測中，膠體金免疫層析技術可能存在漏檢的風險，無法準確捕捉到微量的有害物質。②定性或半定量檢測。該技術通常只能實現定性或半定量檢測，難以滿足對目標物質進行精確定量的需求。在某些需要嚴格測量目標物質含量的場合，膠體金免疫層析技術可能無法提供足夠準確的數據支持。③穩定性問題。試紙條的儲存和使用條件對膠體金免疫層析技術的檢測結果穩定性有較大影響。如果試紙條保存不當或在使用過程中受到污染，可能會導致檢測結果不準確，從而影響監管和決策的可靠性。

4 未來發展方向

4.1 技術優化

①通過不斷優化膠體金標記技術和抗體性能，以及引入信號放大技術（如納米材料、酶催化反應等），可以進一步提升膠體金法的檢測靈敏度和準確性，使其能夠更精準地檢測出目標物質，滿足更高標準的檢測需求。②致力于開發能夠同時檢測多種目標物的試紙條，以提升檢測效率，減少檢測時間和成本。③利用多重標記技術（如不同顏色的膠體金顆粒），從而實現多目標物的同步檢測，為臨床診斷和疾病篩查提供更多信息。

4.2 數字賦能

結合現代科技，如智能手機等移動設備，開發智能化的試紙條讀取系統，使得檢測結果更加直觀易懂，同時提升檢測的便捷性。此外，開發便攜式檢測儀器，不僅能夠實現定量檢測，還具備數據存儲功能，便于數據的后續分析和處理，進一步推動膠體金法在現場檢測和基層醫療中的應用。

4.3 標準化與規范化

制定膠體金免疫層析技術的標準操作流程和質量控制體系，是確保檢測結果可靠性的關鍵。這將有助于減少不同實驗室間的檢測結果差異，提高檢測結果的互認性。同時，加強試紙條的質量控制和性能驗證，推動技術標準化，以進一步提升膠體金法的應用范圍和可信度。

5 結語

膠體金免疫層析技術在農產品安全監管中具有重要應用價值。通過高效、便捷、低成本的檢測方式，該技術能夠有效提升農產品安全監管效率，為保障農產品質量安全提供重要的技術支持。然而，其靈敏度和定量能力仍需進一步提高，標準化和規范化建設也亟待加強。未來，隨著技術的不斷優化和政策的支持，膠體金免疫層析技術將在農產品安全監管中發揮更加重要的作用。

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作者簡介：張問（1990—），男，浙江麗水人，碩士，工程師。研究方向：食品安全檢驗檢測。

通信作者：鄭劍（1984—），男，浙江麗水人，本科，高級工程師。研究方向：食品安全檢驗檢測。E-mail： 85133245@qq.com。