食品安全作为食品行业可持续发展和全球公共卫生的核心议题，其风险因子的快速识别与精准监控技术已成为食品科学研究领域的前沿方向。近年来，材料科学、传感技术及人工智能算法等多学科的深度融合，构建“实时-原位-智能化”的快速检测体系，为突破传统检测方法在复杂基质适应性及实时监测能力等方面的技术瓶颈提供了多重创新路径，推动食品安全快速检测与动态监管研究的发展。因此，《食品科学》特设食品安全快速检测专栏，旨在汇集前沿研究进展，聚焦快检技术载体、机制和方法的创新以及多学科的交叉融合，推动研究创新与产业实践转化，为精准检测和监控、保障食品安全与人类大健康产业体系建设提供理论依据与方法支撑。
特邀专栏主编：刘慧琳教授、王向红教授、顾颖副教授
专栏文章
摘要：In this work, a portable sensor based on ionic liquids-carboxylated carbon nanotubes/screen-printed carbon electrodes (IL-COOH-CNTs/SPCE) was constructed and coupled with machine learning for sensitive sulfamethoxazole(SMZ) detection. The IL-COOH-CNTs/SPCE exhibited low impedance, a large effective surface area, and excellent stability. The sensor displayed a wide linear range from 1.04 to 233.00 μmol/L, with a limit of detection (LOD) of 0.009 μmol/L and a limit of quantification (LOQ) of 0.030 μmol/L. The sensor coupled with least square support vector machine (LSSVM) achieved superior predictive performance than when coupled with artificial neural network (ANN). Furthermore, the recoveries for spiked food samples using this method showed no significant difference from those obtained using highperformance liquid chromatography (HPLC), confirming the high accuracy and practicality of the developed method. In summary, the IL-COOH-CNTs/SPCE sensor provides a reliable, portable, and efficient alternative for SMZ detection in aquatic and livestock products.
结论：In this study, we developed a portable smart sensor for SMZ detection based on SPCE modified with IL-COOHCNTs nanocomposite coupled with LS-SVM model. The IL-COOH-CNTs composite-modified electrodes exhibited superior performance over single-material modified electrodes, exhibiting the highest oxidation response to SMZ. Morphological and electrochemical characterizations of the IL-COOH-CNTs/SPCE were performed, revealing excellent conductivity, remarkable stability, low impedance, and a large electroactive surface area. The optimized sensor achieved a wide linear detection range (1.04-233.00 µmol/L), with exceptional sensitivity of LOD (0.009 µmol/L) and LOQ (0.030 µmol/L), surpassing the performance of the HPLC method in Chinese National Standards. Comparative evaluation of ML models demonstrated that the LS-SVM model outperformed ANN in prediction accuracy, as evidenced by comprehensive statistical metrics (R2, RMSE, MAE, and RPD). Validation through recovery tests in fish, shrimp, and chicken samples showed excellent agreement between the IL-COOH-CNTs/SPCE sensor and reference HPLC methods (
P＞ 0.05), demonstrating its reliability for real-sample analysis. It should be noted that this study primarily aimed to verify the feasibility of the LS-SVM model in predicting SMZ concentration from electrochemical signals. Systematic hyperparameter optimization and overfitting prevention strategies are crucial for building highly robust ML models, which will be a key focus of our future work. This work establishes a novel platform combining portable electrochemical sensing with intelligent LS-SVM prediction model, offering significant advantages for real-time wireless monitoring of food safety hazards. The developed system demonstrates considerable promise for the efficient detection of SMZ residues in food.
引文格式：
LI Anna, ZENG Yifang, WEN Yangping, et al. Portable electrochemical sensors coupled with machine learning for intelligent analysis of sulfamethoxazole[J]. 食品科学, 2025, 46(24): 29-43. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250803-008.
LI Anna, ZENG Yifang, WEN Yangping, et al. Portable electrochemical sensors coupled with machine learning for intelligent analysis of sulfamethoxazole[J]. Food Science, 2025, 46(24): 29-43. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250803-008.
3O4@Au复合纳米材料光热和催化效应的适配体试纸条双模式快速检测鼠伤寒沙门菌
摘要：本研究基于Fe3O4@Au复合纳米材料光热效应与类过氧化物酶活性，建立了一种双模式信号放大的适配体试纸条方法，用于鼠伤寒沙门菌的快速检测。在最优条件下，通过类过氧化物酶催化显色，该方法的目视检出限为104 CFU/mL；利用Fe3O4@Au的光热效应，通过建立检测线上温差（ΔT）与细菌浓度之间的定量标准曲线，可在104～108 CFU/mL范围内实现线性检测，最低检测限达3.02×102 CFU/mL。该方法对鼠伤寒沙门菌具有高特异性，与乙型副伤寒沙门菌、单核细胞增生李斯特菌、大肠埃希菌O157：H7、金黄色葡萄球菌均无交叉反应。试纸条具备良好的贮藏稳定性，并能够成功应用于牛奶、鸡胸肉和猪肉等实际样本中鼠伤寒沙门菌的检测，回收率在80.54%～104.35%之间。本研究建立的方法集快速、便捷、准确等优势于一体，成功实现了复杂食品基质中鼠伤寒沙门菌的快速检测，有望为食品安全现场快速筛查提供有效的新策略。
结论：本研究基于Fe3O4@Au复合纳米材料的光热效应和类过氧化物酶活性，开发了一种鼠伤寒沙门菌适配体试纸条快速检测方法。合成的Fe3O4@Au复合纳米材料光热升温速度优于胶体金，且光热转换效率和类过氧化物酶活性均高于Fe3O4。该方法采用Au—S将鼠伤寒沙门菌适配体共价修饰于Fe3O4@Au表面，构建了具有磁分离功能的特异性捕获探针。在检测过程中，靶标细菌首先被捕获探针识别，随后与T线适配体形成双适配体夹心复合物。该复合物中的Fe3O4@Au可有效催化H2O2氧化TMB底物，产生显著增强的显色信号，在最佳实验条件下，该方法的目视检出限为104 CFU/mL。建立T线ΔT的定量标准曲线，在菌浓度104～108 CFU/mL范围内呈现良好线性关系。利用Fe3O4@Au的光热效应进行信号放大，使其检测灵敏度显著提升，最低检测限达到3.02×102 CFU/mL。此外，该试纸条对鼠伤寒沙门菌表现出高度特异性，且Fe3O4@Au探针的磁分离能力有效克服了复杂样品基质干扰，其抗干扰性和实用性显著优于传统胶体金探针方法。综上所述，本研究开发基于Fe3O4@Au类过氧化物酶活性与光热性能的适配体试纸条双模式检测方法，集快速、高灵敏、强特异性、良好抗干扰性及实用便捷性于一体，为鼠伤寒沙门菌的现场快速筛查和实际样品分析提供了有力的技术支持。
引文格式：
高建欣, 王欣, 张鸿雁. 基于Fe3O4@Au复合纳米材料光热和催化效应的适配体试纸条双模式快速检测鼠伤寒沙门菌[J]. 食品科学, 2025, 46(24): 44-52. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250715-125.
GAO Jianxin, WANG Xin, ZHANG Hongyan. A dual-mode aptamer-based lateral flow test strip for rapid detection of Salmonella typhimurium based on the photothermal and catalytic effects of Fe3O4@Au composite nanomaterials[J]. Food Science, 2025, 46(24): 44-52. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250715-125.
摘要：近年来，新污染物在食品链中的暴露风险日益突出。传统检测技术虽具有高灵敏度和准确性，但在复杂基质中仍存在检测效率低、前处理繁琐和成本高等局限。功能化纳米材料凭借高比表面积、可调控表面化学性质和优异信号响应特性，为新污染物快速分析提供了新的材料基础。本文系统总结了各类纳米材料在新污染物富集、信号转导及检测平台集成中的应用特点，并结合自下而上合成、后修饰和多材料协同3 类策略，阐释了功能化设计在性能优化中的作用。结合不同类型新污染物的食品分析实例，讨论了这些材料在提升检测灵敏度、缩短检测时间及实现平台化集成方面的应用进展。最后，提出了面向现场快速检测和风险防控的可实施技术路径，为未来食品中新污染物的监测和控制提供参考。
结论：综上所述，功能化纳米材料依托其可调控孔径、高比表面积及多样化表面官能团，在食品中新污染物检测中展现出不可替代的作用。通过自下而上的结构设计、PSM功能化及材料协同集成，已逐步形成从靶标识别到信号转化的高效一体化体系。在应用层面，这类材料不仅实现了痕量污染物在复杂基质中的高效富集，还支持基于荧光、电化学、比色及拉曼等多机制的灵敏检测与可视化输出。当前，检测策略正经历由单一信号向双模式、多模式信号拓展转变的过程，传感器设计亦趋向多组分协同与功能互补，同时设备形态朝着便携化与易操作化发展，为快速现场检测提供了技术基础。
尽管如此，该领域仍存在若干瓶颈。新污染物的低浓度、多样性和复杂环境赋存对材料的识别灵敏度、特异性和稳定性提出更高要求；食品基质的复杂性进一步增加了干扰风险，限制了材料在真实样品检测中的表现；设备便携化和自动化程度有待提高，材料的绿色合成及环境友好性问题亦亟需解决。针对这些挑战，需要在材料构筑、信号机制和系统集成上持续创新。未来研究应面向污染物特征驱动的材料定向设计，开发具备高亲和位点、界面选择性及多通道响应能力的功能体系，以适应不同类别靶标及复杂基质环境。在此基础上，推动纳米材料与人工智能的深度结合，借助机器学习实现材料筛选与信号模式优化，加速高通量检测与智能化风险分析。与此同时，检测应用应从单一终端检测扩展至全过程监控，覆盖农业源头、加工环节及消费端，实现风险早期识别与动态管控。在这一框架中，功能化纳米材料不仅是检测工具，更是构建“环境-食品-健康”全链条监测与干预体系的关键支撑。
引文格式：
魏庆, 刘嫣, 刘慧琳. 功能化纳米材料推动食品中新污染物快速分析：从设计到应用[J]. 食品科学, 2025, 46(24): 53-64. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250618-136.
WEI Qing, LIU Yan, LIU Huilin. Functionalized nanomaterials promote rapid analysis of new contaminants in foods: from design to application[J]. Food Science, 2025, 46(24): 53-64. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250618-136.
摘要：目的：构建一种适配体交联水凝胶荧光生物传感器用于食品中玉米赤霉烯酮（zearalenone，ZEN）的检测。方法：引物A链和修饰淬灭基团BHQ1的引物B链在一定条件下发生共聚形成聚合物A（PS-A）和聚合物B（BHQ1-PS-B），修饰有6-羧基荧光素（6-carboxyfluorescein，FAM）荧光基团的核酸适配体（aptamers，Apt）（FAM-Apt）作为信号探针和交联剂与PS-A和BHQ1-PS-B通过碱基互补配对交联形成DNA水凝胶。在ZEN存在的情况下，ZEN与BHQ1-PS-B竞争结合FAM-Apt，水凝胶裂解，荧光基团和淬灭基团由距离很近变为相互分离状态，荧光信号“开启”。结果：该方法可实现ZEN一步定性和定量分析，线性范围为1～500 nmol/L，检出限为8.7 nmol/L。面粉样品的加标回收率为80.3%～94.2%。结论：所建立的适配体交联水凝胶荧光生物传感器具有灵敏高效、检测时间短等优势，可应用于食品中ZEN的快速检测。
结论：本研究制备了一种新型的ZEN Apt水凝胶荧光传感器，ZEN竞争结合Apt使水凝胶裂解，荧光信号“开启”，实现ZEN一步快速定性和定量检测。该传感器对ZEN的检测具有高灵敏度和选择性，且准确性优异，可通过直接测定体系荧光强度差值进行ZEN定量分析。在最佳条件下，ZEN的检测线性范围为1～500 nmol/L，检出限为8.7 nmol/L。此外，该方法还成功应用于面粉样品的测定，回收率在80.3%～94.2%之间，相对标准偏差为2.78%～6.71%。本方法检测时间仅为6 min，有应用于ZEN现场快速检测的潜力。未来，将聚焦DNA水凝胶生物传感器产业化应用的问题，进一步针对水凝胶的高效合成以及材料筛选等工作进行优化完善，以期将其应用于粮食收储、市场监管等工作中，更好地服务食品检测行业。
引文格式：
李可敬, 谢刚, 窦金鑫, 等. 基于适配体交联水凝胶荧光“开启”的生物传感器用于玉米赤霉烯酮一步检测[J]. 食品科学, 2025, 46(24): 65-71. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250529-205.
LI Kejing, XIE Gang, DOU Jinxin, et al. Biosensor based on aptamer cross-linked hydrogel with fluorescence “turn-on” properties for one-step detection of zearalenone[J]. Food Science, 2025, 46(24): 65-71. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250529-205.
特邀主编简介
刘慧琳 教授
刘慧琳，北京工商大学食品与健康学院副院长，教授，博士生导师。新加坡国立大学理学院访问学者。入选国家优青、北京市高层次人才支持计划、北京市委组织部优秀人才。主要从事食品安全检测及控制方向研究，主持国家自然科学基金、国家重点研发计划青年科学家项目、北京市高层次创新创业支持计划等项目，以第一或通信作者发表SCI论文100余篇，其中包括ESI热点论文3 篇和高被引论文8 篇，论文总引用4000余次，
H因子37。获得中国轻工业联合会科技进步一等奖、长城食品安全科学技术特等奖等。
王向红 教授
王向红，河北农业大学食品科技学院二级教授，博士生导师，河北农业大学第八届学术委员会副主任委员，中国食品科学技术学会第二届青年工作委员会委员，河北省食品安全学会副理事长，河北省农业产业技术体系岗位专家。长期致力于食品中危害因子多元识别与检测技术研究，聚焦抗体、核酸适配体、多功能纳米材料的分子识别机理，构建定量分析、信号放大及可视化快速识别等多场景、多形式食品安全快速检测解决方案。近年来，主持及主研国家自然基金面上项目、区域联合基金重点项目、国家“十四五”“十三五”重点研发计划、国家公益性行业科研专项以及河北省科技支撑项目等20余项课题的研究工作，获得河北省科技进步二等奖1 项、技术发明二等奖1项，河北省山区创业二等奖1 项，授权国际发明专利2项，国家发明专利13 项，以第一作者/通信作者在国内外学术期刊发表论文200余篇，其中SCI收录75 篇，EI收录21 篇。
顾颖 副教授
顾颖，昆明理工大学食品科学与工程学院副教授，博士生导师。主要研究方向为食品质量安全检测及控制技术。入选云南省“兴滇英才支持计划”青年人才，担任中国农业机械学会农副产品加工机械分会委员、云南省食品安全与营养健康科普宣传和风险交流专家、云南省科技副总、云南省科技特派员、昆明市第一届食品安全专家委员会委员、《Food Safety and Health》编委等。近5 年，主持国家自然科学基金（青年科学基金、面上项目）、云南省重点研发计划项目课题、云南省“兴滇英才支持计划”青年人才项目、云南省应用基础研究计划项目（青年项目、面上项目）等科研项目11 项。近5 年，以第一作者或通信作者在《Coordination Chemistry Reviews》《Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety》《Trends in Analytical Chemistry》《Journal of Agricultural and Food Chemistry》《Food Chemistry》《Analytical Chemistry》《Journal of Hazardous Materials》《Biosensors and Bioelectronics》等学术期刊上发表论文40余篇，授权发明专利3 项。
专栏网址：
《食品科学》2025年24期：
https://www.spkx.net.cn/CN/volumn/volumn_1925.shtml
实习编辑：李雄；编辑：阎一鸣；责编：张睿梅。图片来源于文章原文及摄图网。
为汇聚全球智慧共探产业变革方向，搭建跨学科、跨国界的协同创新平台，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家市场监督管理总局技术创新中心（动物替代蛋白）、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，西南大学、 重庆市农业科学院、 重庆市农产品加工业技术创新联盟、重庆工商大学、重庆三峡学院、西华大学、成都大学、四川旅游学院、西昌学院、北京联合大学协办的“ 第三届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会 ”， 将于2026年4月25-26日 （4月24日全天报到） 在中国 重庆召开。
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