综述：纳米材料增强的电化学生物传感器在奶类和肉类抗生素残留检测中的应用：进展、挑战与未来方向

《Journal of Food Measurement and Characterization》：Nanomaterial-enhanced electrochemical biosensors for antibiotic residue detection in milk and meat: advances, challenges, and future directions

　　

摘要

尽管抗生素在畜牧业生产中的广泛使用极大地改善了动物健康水平和生产效益，但在动物源性食品产品中仍普遍存在抗生素残留，尤其是在乳制品和肉类中。这些残留物对公众健康构成重大风险，可能引发过敏反应、改变肠道微生物群落，并加速抗生素耐药性的产生与传播。传统的残留检测方法通常运营成本高、仪器复杂，且无法支持快速的现场监测。因此，生物传感器凭借其高特异性、快速响应、低检测限、便携性以及可进行实时分析等优势，已成为食品安全应用领域一种极具前景的分析工具。与传统方法相比，先进的生物传感器已展现出从皮摩尔到纳摩尔级别的检测限（LOD，通常因目标抗生素不同而在0.001–1 μg L?1范围内变化），以及5–20分钟的响应时间，能够实现快速且高灵敏度的现场检测。本研究介绍了用于抗生素残留检测的主要生物传感器类型（电化学型、光学型、免疫传感器型、适配体传感器型以及压电系统），并阐述了不同生物识别元件的功能。研究重点强调了纳米材料增强的电化学生物传感器，其在复杂食品基质中展现出更高的灵敏度和选择性。为加强公共卫生保护，未来的研究方向聚焦于开发多通道、便携式及可重复使用的生物传感器平台，以提升食品安全监测水平和监管合规性。

图形摘要

尽管抗生素在畜牧业生产中的广泛使用极大地改善了动物健康水平和生产效益，但在动物源性食品产品中仍普遍存在抗生素残留，尤其是在乳制品和肉类中。这些残留物对公众健康构成重大风险，可能引发过敏反应、改变肠道微生物群落，并加速抗生素耐药性的产生与传播。传统的残留检测方法通常运营成本高、仪器复杂，且无法支持快速的现场监测。因此，生物传感器凭借其高特异性、快速响应、低检测限、便携性以及可进行实时分析等优势，已成为食品安全应用领域一种极具前景的分析工具。与传统方法相比，先进的生物传感器已展现出从皮摩尔到纳摩尔级别的检测限（LOD，通常因目标抗生素不同而在0.001–1 μg L?1范围内变化），以及5–20分钟的响应时间，能够实现快速且高灵敏度的现场检测。本研究介绍了用于抗生素残留检测的主要生物传感器类型（电化学型、光学型、免疫传感器型、适配体传感器型以及压电系统），并阐述了不同生物识别元件的功能。研究重点强调了纳米材料增强的电化学生物传感器，其在复杂食品基质中展现出更高的灵敏度和选择性。为加强公共卫生保护，未来的研究方向聚焦于开发多通道、便携式及可重复使用的生物传感器平台，以提升食品安全监测水平和监管合规性。

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