文|鲸探所

编辑|鲸探所

食品安全是全球消费者、制造商和监管机构关注的主要问题，受污染的食品会导致严重的健康问题，并导致重大的经济损失。

因此，迫切需要高效、准确、可靠的食品安全检测方法，提高食品安全检测的灵敏度和特异性的一种有前途的方法是分子印迹适配器技术。

分子印迹适配器技术

分子印迹适配器技术(MIAT)是一种分子印迹聚合物(MIP)技术，涉及到选择性识别和结合目标分子的人工受体的创建。

MIPs是模拟生物受体(如酶和抗体)的结构和功能的合成材料，通过在模板分子存在下聚合功能单体来制备MIPs，模板分子作为聚合过程的分子印记，除去模板分子后，得到的MIP含有与模板分子的形状、大小和官能团互补的结合位点。

在MIAT，MIPs被集成到一个便携式适配器设备中，该设备可以连接到各种分析仪器，如传感器、色谱仪和质谱仪。

适配器装置通过从样品基质中选择性地预浓缩和分离目标分子来提高分析仪器的灵敏度和选择性，MIAT技术已经应用于各种食品安全检测场景，包括检测污染物、掺杂物、过敏原和病原体。

MIAT的优势

MIAT的优势之一是其多功能性和对不同类型分析物的适应性，MIAT可用于小分子，如农药、真菌毒素和药物残留，也可用于大分子，如蛋白质、DNA和病毒，通过使用不同的功能单体和模板分子，还可以针对特定的靶分子定制MIAT。

例如，MIAT已被用于检测花生中的黄曲霉毒素，使用的MIP是用黄曲霉毒素B1模板和甲基丙烯酸单体制备的。

MIAT的另一个优点是它的高度特异性和选择性，MIAT可以将目标分子与样品基质中可能存在的密切相关的类似物或干扰物区分开。

这是因为MIPs被设计成识别目标分子的特定分子特征，例如其形状、大小和官能团，相比之下，传统的分析方法，如免疫测定和色谱法，可能会与结构相似的分子发生交叉反应，导致假阳性或假阴性。

与传统方法相比，MIAT还具有出色的灵敏度和较低的检测限，这是因为MIAT适配器设备可以从样品基质中预浓缩和分离目标分子，减少来自其他基质成分的干扰，预浓缩步骤还可以提高分析仪器的信噪比，从而降低检测限。

例如，MIAT已被用于检测牛奶中的三聚氰胺，其浓度低至0.2微克/升，低于许多国家设定的最大残留限量。

MIAT已应用于各种食品安全检测场景，例如检测污染物、掺杂物、过敏原和病原体，一个例子是检测水果和蔬菜中的农药残留。

农药被广泛用于农业，以保护作物免受虫害和疾病，但其残留会对消费者造成健康风险，传统的农药分析方法，如气相色谱和液相色谱，耗时、费力，并且需要昂贵的设备。

另一方面，MIAT能够以便携且经济的方式提供快速灵敏的农药残留检测。

毒死蜱模板和甲基丙烯酸单体

MIAT适配器装置能够从苹果汁基体中富集分离毒死蜱，检测限低至0.2 μg/L，MIAT还被用于检测食品中的掺假物，如牛奶、蜂蜜和橄榄油。

掺假是食品行业的一个常见问题，在优质产品中添加廉价或劣质成分以增加利润，掺杂物会给消费者带来健康风险，破坏食品供应链的完整性。

传统的掺假检测方法，如基于DNA的方法和化学分析，受到其灵敏度、特异性和成本的限制，另一方面，MIAT能够以便携且经济的方式快速、选择性地检测出掺杂物。

例如，MIAT已经被用于检测牛奶中的三聚氰胺掺假，使用的是用三聚氰胺模板和甲基丙烯酸单体制备的分子印迹聚合物，MIAT适配器装置能够从牛奶基质中预浓缩和分离三聚氰胺，检测限低至0.2 μg/L

MIAT还被用于检测食品中的过敏原，如花生、大豆和小麦，食物过敏影响全球数百万人，食品中过敏原的存在会导致严重的过敏反应，甚至死亡。

传统的过敏原检测方法，如ELISA和PCR，受到其灵敏度、特异性和成本的限制，另一方面，MIAT能够以便携和经济的方式提供快速和选择性的过敏原检测。

例如，MIAT已被用于检测食品中的花生过敏原，使用的是用花生蛋白模板和甲基丙烯酸单体制备的分子印迹聚合物，MIAT适配器装置能够从食品基质中预浓缩和分离花生过敏原，检测限低至0.1 μg/g

MIAT还被用于检测食品中的病原体，如细菌、病毒和寄生虫，病原体可导致食源性疾病，这是世界范围内的一个主要公共卫生问题。

用于病原体检测的常规方法，例如基于培养的方法和PCR，是耗时的、劳动密集型的，并且需要昂贵的设备。

另一方面，MIAT可以以便携且经济的方式提供病原体的快速和选择性检测，例如，MIAT已被用于检测牛肉中的大肠杆菌O157:H7，使用的是用脂多糖模板和甲基丙烯酸单体制备的MIP。

MIAT适配器装置能够从牛肉基质中预浓缩和分离大肠杆菌O157:H7，检测极限低至10 CFU/毫升。

挑战与局限

尽管有潜在的优势，MIAT在食品安全检测方面也面临一些挑战和限制，挑战之一是针对每个特定靶分子的MIP制备和MIAT接头装置设计的优化。

MIP的制备涉及各种参数的复杂相互作用，例如功能单体、交联剂、成孔剂和模板分子的选择，以及聚合条件，例如温度、pH和搅拌速率。

MIAT适配器装置的设计包括选择合适的吸附剂材料、吸附和解吸条件的优化以及适配器装置与分析仪器的集成，因此，开发用于食品安全检测的MIAT需要化学、材料科学、生物化学，微生物学和工程学。

另一个挑战是MIAT方法的验证和标准化，以获得监管机构的批准和广泛采用，MIAT方法的验证包括使用参考材料、实验室间比较和统计分析评估其准确度、精密度、灵敏度、特异性、选择性和稳定性。

MIAT方法的标准化包括为其在各种环境中的实施建立协议、指南和质量控制程序，如食品生产、分销和零售。

尽管存在这些挑战，但MIAT对食品安全检测的潜在益处是巨大的，MIAT可为检测食品中的各种污染物提供快速、灵敏、选择性和便携式的方法，从而提高食品安全监控和管理的效率和效果。

MIAT还可以减少对复杂和昂贵的分析仪器和实验室设施的需求，从而降低成本，增加食品安全检测的可及性，MIAT还可以通过识别和追溯食品的来源和真实性来提高食品供应链的透明度和问责制。

总之，分子印迹适配器技术(MIAT)因其在复杂基质中目标分子的预浓缩、分离和检测方面的独特优势，已成为一种有前途的食品安全检测方法。

MIAT使用分子印迹聚合物(MIPs)作为吸附剂材料，可以选择性地识别和结合目标分子，并使用MIAT适配器设备作为MIPs和分析仪器之间的接口，可以提高检测的灵敏度和特异性。

MIAT已应用于食品安全检测的各个方面，如农药残留、掺杂物、过敏原和病原体，并显示出提高食品安全监控和管理的效率、有效性和可及性的巨大潜力，然而，需要进一步的研究和开发来优化和验证MIAT方法，以获得监管机构的批准和广泛采用。

其他应用

此外，MIAT的应用可以扩展到食品安全检测之外，MIAT还可以应用于环境监测、药物分析和生物医学诊断。

例如，MIAT已经用于检测环境污染物，例如水和土壤中的多环芳烃，使用的是用多环芳烃模板和甲基丙烯酸单体制备的分子印迹聚合物。

MIAT还被用于检测生物液体中的药物代谢物，如尿液和血液，使用由药物代谢物模板和甲基丙烯酸单体制备的MIPs。

MIAT还被用于检测临床样品中的疾病生物标志物，如蛋白质和核酸，使用由生物标志物模板和甲基丙烯酸单体制备的MIPs。

总体而言，MIAT在食品安全检测方面的研究进展显示出令人鼓舞的成果，并为开发创新和实用的分析工具开辟了新的机遇。

分子印迹技术与适配装置的结合可以为复杂基质中各种目标分子的检测提供一个通用和有效的平台。

将MIAT与便携式低成本分析仪器相结合，可以实现快速现场检测，从而提高食品安全监控和管理的效率和有效性，MIAT的验证和标准化可以确保其可靠性和重现性，这可以促进其监管批准和商业化。

总之，MIAT是一项快速发展的技术，有可能彻底改变食品安全检测和其他分析化学领域。MIAT提供了一种独特的方法，利用分子印迹聚合物和适配器装置，对复杂基质中的目标分子进行预浓缩、分离和检测。

MIAT的开发和优化需要化学家、材料科学家、生物化学家、微生物学家和工程师之间的多学科合作。

MIAT的验证和标准化需要使用参考材料、实验室间比较和统计分析进行严格的测试和评估，MIAT的采用和商业化需要监管机构的批准、质量控制和市场的接受，这取决于其性能、可靠性和可负担性。

MIAT的未来取决于研究人员、决策者和利益相关者的持续努力和投资，他们都希望为所有人提供更安全、更健康的食品供应链。

MIAT技术的重要性

随着食品安全检测需求的持续增长，MIAT技术在满足这一需求方面将扮演越来越重要的角色。

MIAT设备的便携性和易用性使其成为缺乏食品安全监控和检测基础设施的发展中国家或偏远地区的理想选择。

MIAT技术还可用于食品行业之外的各种行业，如化妆品和制药行业，这些行业的安全和质量测试也至关重要。

除了其潜在的应用，MIAT技术仍有改进的空间，研究人员目前正在开发具有增强结合亲和力和选择性的新分子印迹聚合物，以及可以进一步提高MIAT设备灵敏度和准确性的新适配器设计，此外，MIAT与其他技术的集成，如微流体或人工智能，可以进一步增强其能力。

MIAT技术的使用也引发了伦理和社会问题，在食品安全检测中使用分子印迹技术可能会引起人们对分子印迹技术中所用材料安全性的担忧。