荧光共振能量转移技术在食品分析检测中的应用

□ 郝 倩 鄂尔多斯市食品检验检测中心

荧光共振能量转移技术在食品分析检测中的应用

□ 郝 倩 鄂尔多斯市食品检验检测中心

近年来，随着我国社会经济的快速发展，科学技术水平的日益提高，人们生活条件也得到了很大改善，食品安全问题也越来越成为人们关注的焦点，荧光共振能量转移技术在食品安全检测领域得到越来越广泛的应用，其是一种均相分析检测技术，具有操作简单、灵敏度高、选择性好、时间和空间分辨率高等优点。本文就荧光共振能量转移技术在食品分析检测中的应用做简要分析，希望通过本文能够给相关工作者带来帮助。

食品检测；荧光共振；能量转移技术；抗生素

1 荧光共振能量转移的基本原理

就FRET来讲，代表2种荧光基团，这2种荧光基团一个是能量供体，另一个则为能量受体，供体与受体分别产生发射光谱和激发光谱，可以重叠在一起，且其间的距离在1.0～10.0 nm，如果采用供体激发光发射，就会发现供体的能量发生转移，且转移给了受体。详细转移过程可见如下：激发光将能量供体分子激发后，供体分子从基态跃迁为激发态，同时形成震动偶极子，由供体分子所形成的震动偶极子与周围受体分子的偶极子相互碰撞，出现共振现象。由于相互作用发生在偶极-偶极间，供体分子激发后，就会通过非辐射跃迁方式把一部分甚至全部的能量迁移给受体，由此使受体分子受到激发。同时，在该过程中，供体以及受体分子间出现荧光强度变化的现象，就供体分子而言，逐渐下降，受体分子而言，则逐渐加强，假如将受体当作猝灭剂，则受体就不会出现荧光现象，这被称为荧光猝灭反应，供体的荧光寿命出现下降或者受体的延长等现象也会出现。光子的发射反应在整个能量进行转移过程中并未发生，也未发生光子进行重新吸收的现象，因而，FRET被称作无福射的能量转移[1-3]。

2 应用荧光共振能量转移技术检测分析食品

2.1 检查真菌毒素

真菌在一定的环境下会产生某种次级代谢产物，这种代谢物被称作真菌毒素，其根本成份有黄曲霉、赭曲霉和伏马菌等毒素以及玉米赤霉烯酮构成，在变质的农产品及其制品中普遍存有，举例，在发生变质的花生以及玉米中。通常来说，真菌毒素作为某种有机的小分子，拥有极好的热稳定性，一般在进行加工农产品时不会被损坏，此外，在某种程度上真菌毒素对人具有很大的危害，因为即使其浓度很低也会给人和动物带来毒害作用。

2.2 检查重金属

自然界中，普遍存在着重金属，主要有铅、汞、银、铜等，这些重金属不但污染环境，甚至还通过一些途径进入人体，如人的皮肤或食物，且这些重金属在人体内积蓄到一定量就会毒害人体。所以，要保证食品安全，杜绝重金属超标，确保人体健康。

在寡核苷酸序列中，Hg2+能使胸腺嘧啶(thymine，T)形成另一构造，这种构造叫T-Hg2+-T，并且具有高度稳定性。FRET传感器利用这一原理检查Hg2+，且被普遍宣传。对于用FRET传感器检查Hg2+，分子信标模式被Magdalena等创立，在检查是控制为19 nmol/L。一条含有T碱基的核酸链被Huang等建立起来，将量子点作为能量供体，能量受体则是纳米金，从而使FRET传感器被设计出，用来检测Hg2+。利用此检测法可控制在0.18 nmol/L，有良好的选择性。王进军等则改变以上方法，将纳米粒子作为供体，受体为氧化石墨烯，从而创建FRET法，检测Hg2+，此法具有高度灵敏性，且特异性好，检测Hg2+时可控制在0.5 nmol/L。同时，在重金属离子、铅、银离子以及铜离子等检测领域，FRET技术得到普遍应用。

2.3 检查抗生素

抗生素作为抗菌药物，在医疗卫生、牲畜行业、水产养殖业以及食品加工业等领域都得到了普遍应用。抗生素的种类有很多，一般有内酰胺类、氨基糖苷类、大环内酯类以及四环素类等。对抗生素本身来讲，生物活性高、毒害性持久以及密集性的生物会给人类健康带来严重危害。王晓梅等分别将有机染料以及纳米金当做供体与受体，创造了FRET适配体传感器，从而被用来对卡那霉素的检查。在适配体的一端标注有机分子，不存在卡那霉素时，在纳米金的表面则可以粘住适配体，从而拉近有机分子和纳米金的距离，纳米金猝灭有机分子的荧光，在卡那霉素存在的情况下，适配体与卡那霉素组合，因而与纳米金隔离，在该过程中有机分子的荧光恢复原状。对有机分子来讲，荧光的恢复速度受到卡那霉素浓度干涉，其两者间成正比现象，线性大约在0.8～350 nmol/L间，检查结果在0.3 nmol/L。Ramezani等则用有机染料和纳米金分别作为供体和受体，与循环放大的检测方法构建了FRET体系用于卡那霉素的测定。

3 结语

当荧光共振能量迁移技术被当成一项均相剖析方法时，拥有很多优点，比如：较高的灵敏性、良好的选择性以及迅速简便，且在食品安全检测面同样取得了快速发展。结合以上的探究结果，在此领域的发展方向可能有以下几点：①应用长波激发的新型荧光材料当作能量供体。②探索高能的能量受体。③和其他技术相结合，比如：循环放大和芯片技术。把FRET技术和新型纳米材料以及新型技术相结合，将对食品安全方面，带来更多、更可靠的迅速灵敏检查方技术，为食品安全领域带来了强烈的技术支撑。

[1]古乐.基于多适配体和荧光共振能量转移技术的蛋白质检测方法研究[D].北京:北京理工大学,2016.

[2]董全喜.荧光共振能量转移在DNA检测中的应用研究[D].天津:天津工业大学,2007.

[3]李小燕.荧光共振能量转移光谱法用于食品监测的研究[D].成都:四川师范大学,2006.