【汇总】正在快速发展的食品安全和环境安全检测研究

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生活100论坛发展的目的是发现与生命健康有关的，且日常生活就能接触的健康管理相关内容。

但在收集各种研究报告和信息资讯过程中，不断发现如今有很多检测食品安全的技术研究报告，以及很多能够检测环境（空气、土壤、水源等）中有害物质的相关技术研究与报告。

随着越来越频繁的看到相关研究，不禁在想：为什么大家热衷于研究这个方向？

其实合乎道理的答案很容易想到：因为大家都切实意识到了如今食品安全和环境安全的隐患，到了不得不关注乃至检测的地步。

但这样的研究报告，我们也不想一篇篇介绍它的详细内容，因为它们的技术之间虽然有差异，但是目的都是单一的。即检测出对人体健康有害的物质，不论是从食物、水、空气，还是土壤中。虽然我们一贯坚持依靠科技只会使得我们面临的问题越来越大，但是只是将技术用于"检测"而非用于"发展"（如制造转基因食品、人造肉等）或许是可控的，也可能是我们不得不的必须选择。

因此，我们只把发现的相关的研究报告放置在本文评论区中，供大家参考。

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1.基本内容：用于食品安全保证的新型快速、多病原体微生物检测工具
2.研究地址：https://www.food-safety.com/articles/8108-new-rapid-multi-pathogen-microbial-testing-tool-for-food-safety-assurance
3.所属类别：食品安全检测
4.简要内容：Sixth Wave Innovations Inc. 最近宣布，其正在申请专利的加速分子印迹聚合物 (AMIPs™) 技术已扩展其可检测病原体库，其中已经包括大肠杆菌，包括沙门氏菌、单核细胞李斯特菌和肉毒杆菌。

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1.基本内容：环境污染物的实时生物电子传感
2.研究地址：https://www.nature.com/articles/s41586-022-05356-y
3.所属类别：环境安全检测
4.简要结论：我们编程大肠杆菌使用模块化的八组分合成电子传输链产生电流以响应特定化学物质。按照设计，该菌株在暴露于硫代硫酸盐（一种导致微生物大量繁殖的阴离子）后 2 分钟内产生电流。然后修改此电流传感器以检测内分泌干扰物。将蛋白质开关结合到合成途径中并用导电纳米材料包裹细菌，可以在 3 分钟内检测到城市水道样本中的内分泌干扰物。我们的结果提供了设计规则，以检测具有质量传输限制的检测时间的各种化学物质，并为保护生态和人类健康的微型、低功耗生物电子传感器提供了新平台。

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1.基本内容：中国粮食主产区农业土壤重金属（类物质）：生物可及性和人类健康风险
2.研究地址：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969722069194
3.所属类别：土壤安全检测
4.简要结论：我们发现平均浓度（0.47 mg/kg）和地质堆积指数（I geo, 0-5.24) 的 Cd 是控制金属的优先位置。此外，儿童比成人更容易受到致癌风险的影响。土壤矿物学、理化性质、Fe 和体外测定的类型是生物可及性差异的影响因素。

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1.基本内容：用于环境监测的仿生材料生物传感器
2.研究地址：https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-031-16106-3_10
3.所属类别：环境安全检测
4.简要结论：基于纳米粒子的生物传感器在环境监测中是首选，因为它们非常灵敏且快速。空气、水和土壤中存在大量潜在分析物。除了当前的污染情况外，它们还是农业、园艺和采矿纳米生物传感器的潜在用途。纳米生物传感器可以检测地下水中的石油泄漏和放射性污染，以及有毒废物、致癌物、和进入饮用水的微生物。

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1.基本内容：现有的环境监测技术
2.研究地址：https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-031-16106-3_13
3.所属类别：环境安全检测
4.简要结论：自然和人为过程通过释放有毒气体、重金属 (HM) 和其他有毒化学物质，极大地促进了全球土壤、水和大气的退化，从而在全球范围内造成了巨大的问题。这些污染物的不断增加暴露了现有常规修复和检测技术的无效性，迫切需要有效、安全、可靠的处理方法。目前用于环境监测的现有技术之一是纳米生物传感器的应用。因此，本章对碳纳米管 (CNT) 作为新兴的用于环境监测的纳米生物传感器技术的利用进行了深入了解。重要的是，碳纳米管具有优异的光学、化学、物理、因此，化学和机械性能对高贵的应用具有吸引力。它们的大比表面积（SA）、高吸附能力、优异的催化效率和良好的表面反应性确保了基于碳纳米管的传感器在环境检测和监测中的应用。本书章节还介绍了基于 CNT 的传感器在重金属离子 (HMI) 和有毒气体的发现和追踪方面的应用进展。

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1.基本内容：纳米生物传感器监测环境中 SARS-CoV-2 的潜力
2.研究地址：https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-031-16106-3_18
3.所属类别：环境安全检测
4.简要结论：冠状病毒病的全球大流行 — 2019 (COVID-19) 是一种毁灭性且令人痛苦的情景，凸显了人类无法为新出现的传染病建立快速诊断工具的能力。然而，大多数现有方法都有很大的假阴性概率，导致患者诊断错误和延长治疗时间。纳米粒子已显示出显着的改进，并有可能用作快速准确识别病毒感染的平台。本研究强调了纳米粒子的相关性是 COVID-19 诊断的潜在平台。此外，纳米材料具有表面化学特性，可能有利于分子的生物共轭，表面电位大，对信号有显着的放大影响。由于各种潜在的好处，金属纳米材料如金、银纳米粒子和碳基纳米材料（碳纳米管和石墨烯）、纳米凝胶和光子晶体可用于生物传感应用。与识别严重急性呼吸综合征冠状病毒-2 (SARS-CoV-2) 的传统技术相比，本研究涵盖了基于纳米生物传感器的诊断技术最相关的方面。此外，还详细讨论了与这些用于 SARS-CoV-2 检测的不同传感器的进步相关的主要潜在挑战和前景。

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1.基本内容：中国不同生态种植区杏中11种农药残留水平及膳食摄入风险评价
2.研究地址：https://www.nature.com/articles/s41598-022-23564-4
3.所属类别：食品安全检测
4.简要内容：农药的频繁大量使用导致杏中农药残留，威胁食品安全和人体健康。开发了一种可靠且简单的改进型 QuEChERS 超高效液相色谱-串联质谱法，用于同时测定杏中 11 种农药。方法验证表明满足线性（R 2 ≥ 0.9959)、准确度（回收率为 72–119%）、灵敏度（检测限，0.03–0.30 μg/kg；定量限，0.13–1.00 μg/kg）和精密度（相对标准偏差 ≤ 11.9%），基质效应为 0.89–1.13。使用所提出的方法收集并测试了来自中国不同生态区域的杏样品。监测结果用于评估中国不同年龄和性别人群的膳食摄入风险。膳食风险评估显示，中国不同性别和年龄组的风险商数为0.003-1.184%，表明对一般人群没有不可接受的公共卫生风险。

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1.基本内容：使用基因工程全细胞微生物生物传感器原位监测外源性物质：最新进展和展望
2.研究地址：https://link.springer.com/article/10.1007/s11274-021-03024-3
3.所属类别：食品安全检测
4.简要内容：工业化直接或间接地使人类暴露于各种异生素。环境中化学农药和有毒重金属的数量增加，以及它们对食物链的侵入，严重威胁着人类健康。因此，外源性物质的监测对于社会安全和保障至关重要。由于成本高且复杂，传统方法的在线调查不足以检测和鉴定此类化合物。基因工程领域的进步为使用转基因微生物提供了潜在的机会。在这方面，基于全细胞的微生物生物传感器 (WCBMB) 是一种必不可少的工具，它将基因工程生物与源自抗重金属操纵子的操作子/启动子与基因回路中的调节蛋白结合起来。该质粒控制报告基因（如 gfp、luc、lux 和 lacZ）对可诱导基因启动子的表达，并已广泛应用于测定毒性和生物利用度。本综述总结了微生物生物传感器的开发和应用以及移动基因在生物医学和环境安全问题上的应用的最新趋势。

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1.基本内容：西藏拉萨饮用水中微量元素水平、来源及概率健康风险评价
2.研究地址：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36329376/
3.所属类别：环境安全检测
4.简要结论：由于缺乏监测系统和净水设施，中国西部的居民可能面临饮用水污染的风险。为此，在拉萨农牧区采集了673份样本，以揭示饮用水现状。我们使用电感耦合等离子体质谱法来确定用于水质评估、来源分配和健康风险评估的微量元素浓度。结果表明，V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、Ba 和 Pb 的浓度低于标准，而少数样品中的 As 浓度超过标准。根据熵加权水质指数，所有样品均被归类为“优质水”饮用。此后通过主成分分析，提取了三种潜在的微量元素来源，包括自然、人为和采矿活动。值得注意的是，地热和采矿开采不会威胁到饮用水安全。最后，使用蒙特卡罗技术评估健康风险。我们发现，儿童、青少年和成人的 95% 危险指数分别为 1.80、0.80 和 0.79，表明儿童没有致癌风险，但后两个年龄组没有风险。相比之下，成人、儿童和青少年因接触 Cr、Ni、As 和 Cd 而出现不可接受的警告风险的概率分别为 7.15%、2.95% 和 0.69%。敏感性分析表明，砷浓度和摄入率是影响健康风险的最重要因素。

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1.基本内容：从气候残局到气候长期博弈
2.研究地址：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2214975119
3.所属类别：气候危机研究
4.简要结论：着眼于全球范围内的甜蜜点，个人日常生活与人类的行星规模相交，我们提出的议程具有以下关键要素：
•全球最佳地点/社区的全球数据库（例如，<100,000 人的 100,000 段），从开放的空间人口统计 ( 6 ) 和环境数据中提取，为公众提供相关的、易于理解的信息，即环境和社会优势、弱点、威胁和机会、行政边界和关键组织；
•教学和数字工具，包括角色扮演、模拟和游戏化 ( 7-9 ) ，以直接告知和授权这些社区，包括地方政府、学校和民间社会；和
•在全球范围内提供直接支持和互助，以降低风险、提高生存能力并促进动态包容和深思熟虑的民主 ( 10 )。

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1.基本内容：紫胶：用于食品安全和质量监测的天然脂质聚合物
2.研究地址：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780323857918000173
3.所属类别：食品安全检测
4.简要内容：虫胶，也被称为Laccifer lacca、紫胶、树脂釉或糖果釉，是紫胶的精制版本，紫胶昆虫分泌的树脂。紫胶由雌性紫胶虫分泌，最常见的是Kerria lacca. 虫胶是一种可食用树脂，可用于食品和非食品最终用途行业。这些材料的其他主要成分是虫胶蜡和染料，它们同样为食品工业特别是收获后做出贡献。它最常用作表面上光剂，但也有许多其他应用。虫胶是一种古老的动物来源材料，其质量和数量在很大程度上取决于宿主与昆虫的相互作用。印度是这些材料的主要生产国和加工国。虫胶材料属于公认安全 (GRAS) 类别，这使其适用于可食用材料以及对食品和相关行业有用。紫胶的应用可分为两大类： (a) 作为涂层剂延长保质期；(b) 作为智能食用传感器。大部分工作都是在水果和蔬菜的保质期延长和保质方面完成的。然而，这项工作的延伸也为糖果和婴儿玩具等可食用产品带来了另一个增值领域。在过去的几十年中，将虫胶用于可食用智能传感器已变得越来越重要，其中虫胶已与其他可食用聚合物结合使用，以比色感应水果和蔬菜随时间变质的情况。除上述领域外，也是一次性塑料替代品的有力候选者；这使其成为食品包装材料理想的环保材料

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1.基本内容：潜在有害金属对地下水的污染及其对地下水管理的影响
2.研究地址：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenvs.2022.1021596/full
3.所属类别：环境安全检测
4.简要结论：潜在有害金属 (PHM) 造成的地下水污染在巴基斯坦是一种环境危害，并有大量人类健康风险报告。目前的研究是在巴基斯坦旁遮普邦的一个主要工业区 Sheikhupura 区进行的。据巴基斯坦旁遮普工业局称，该地区共有 748 个工业。这些行业产生大量的废物和废水，它们用有害和有毒物质污染环境。用工业废水和污水污泥持续灌溉可能会使地下水源变得脆弱。因此，我们从社区管井中采集了 243 个地下水样本，以调查研究区与 PHM 污染有关的地下水质量。本研究介绍了 pH 值、总溶解固体 (TDS)、电导率 (EC) 和潜在有害金属 (PHM)，如砷 (As)、锰 (Mn)、铅 (Pb)、锌 (Zn)、铜 (Cu)、镍 (Ni) 和铁 (Fe)。这些样品中的 As (91%)、Mn (14%)、Pb (97%)、Fe (45%)、Zn (15%) 等 PHM 超出了世界卫生组织 (WHO) 建议的允许限值。总变异性为（60%）的主成分分析（PCA）。结果表明，研究区地下水源受到污染，本研究的地下水源污染中约30.9%、31.3%和37.6%来自地质源、人为源，或分别为地质和人为来源。这些来源可能包括研究区域内的岩水相互作用、采矿活动、农业实践、生活污水和工业废水。饱和度指数显示，研究区含水层中富含氢氧化铅、氢氧化锌和针铁矿等矿物，表明这些矿物对地下水的污染具有重要作用。健康风险评估结果预测，除儿童的 As (1.58E+00) 外，PHMs 的非致癌风险 (HQ) 值均在允许限度内 (<1)，而所有选定的 PHMs 的致癌风险 (CR) 值均在允许范围内 (<1)。均低于最大阈值 CR 值（1 × 10-4 )。

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1.基本内容：西藏拉萨饮用水中微量元素水平、来源及概率健康风险评价
2.研究地址：https://link.springer.com/article/10.1007/s10653-022-01424-4
3.所属类别：环境安全检测
4.简要结论：由于缺乏监测系统和净水设施，中国西部的居民可能面临饮用水污染的风险。因此，从拉萨的农牧区采集了673个样本，以揭示饮用水的现状。我们使用电感耦合等离子体质谱法来确定用于水质评估、来源分配和健康风险评估的微量元素浓度。结果表明，V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、Ba 和 Pb 的浓度低于标准，而少数样品中的 As 浓度超过标准。根据熵加权水质指数，所有样品均被划分为“优质水”供饮用。此后通过主成分分析，提取了三种潜在的微量元素来源，包括自然、人为和采矿活动。值得注意的是，地热和采矿开采不会威胁到饮用水安全。最后，使用蒙特卡罗技术评估健康风险。我们发现，儿童、青少年和成人的 95% 危险指数分别为 1.80、0.80 和 0.79，表明儿童没有致癌风险，但后两个年龄组没有风险。相比之下，成人、儿童和青少年因接触 Cr、Ni、As 和 Cd 而出现不可接受的警告风险的概率分别为 7.15%、2.95% 和 0.69%。敏感性分析表明，砷浓度和摄入率是影响健康风险的最重要因素。因此，地方政府应更加重视饮用水中砷的监测和去除工作。

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1.基本内容：建立土壤重金属污染综合健康风险评估框架：理论基础、概念模型和展望
2.研究地址：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749122018103
3.所属类别：土壤安全检测
4.简要结论：土壤重金属污染的健康风险越来越受到公众的关注。然而，许多国家尚未建立自己的健康风险评估（HRA）框架，现有研究大多直接参考了美国环保署的风险评估模型和参数。对于那些没有提出原始 HRA 框架的国家，发达国家的经验对于推进自己的 HRA 系统至关重要。本研究系统回顾了一些具有代表性的发达国家 HRA 框架的发展情况。总结了土壤重金属污染HRA研究的理论基础、概念模型、进展和面临的挑战。通过回顾和比较美国、英国和日本的健康风险相关法律和指南，结果表明，这些国家对HRA框架的构建各不相同，但HRA已成为推导其土壤环境标准的主要方法。我们进一步总结了 HRA 研究的评估尺度、土地利用类型、暴露途径和敏感受体，并强调了影响健康风险输出的关键参数。最近的 HRA 研究已经转向将概率建模、金属生物利用度和源排放特性纳入其中。尽管如此，如何最小化生成概率分布和检测金属生物利用度的不确定性仍然存在挑战。为促进HRA框架的发展，建议发展中国家加强健康风险理论研究和暴露因素本土化研究。

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1.基本内容：暴露预测 – ExpoCast – 用于商业和环境中数据匮乏的化学品
2.研究地址：https://www.nature.com/articles/s41370-022-00492-z
3.所属类别：环境安全检测
4.简要结论：根据对公共健康和环境构成的风险，暴露估计对于优先考虑和评估化学品至关重要。美国环境保护署 (EPA) 负责监管数以千计的商业化学品和暴露数据有限的环境。自 2009 年以来，EPA 的 ExpoCast（“暴露预测”）项目一直在寻求开发所需的数据、工具和评估方法，以便为现有和拟议的商业化学品的整个领域生成快速且科学合理的暴露预测。这篇评论文章旨在总结暴露科学中通过与 ExpoCast 相关的计划解决的问题。ExpoCast 研究通常将化学品暴露作为一个统计系统问题，旨在为数千种化学品提供信息。该项目与 EPA 的 ToxCast（“毒性预测”）项目相辅相成，该项目使用体外高通量筛选技术来表征数千种毒性数据有限的化学品造成的潜在危害。快速预测化学暴露和体外-ToxCast 数据的体内外推 (IVIVE) 允许根据环境化学暴露导致的不良后果风险进行优先排序。ExpoCast 开发了 (1) 集成建模方法来可靠地预测暴露和 IVIVE 剂量，(2) 用于化学优先排序的高效筛选工具，(3) 用于生成新的暴露和剂量数据的高效且负担得起的工具，以及 (4) 易于访问的暴露数据库。新暴露模型和数据库的开发以及非靶向分析和机器学习等技术的应用已经改变了数据贫乏化学品的暴露科学。

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1.基本内容：使用 IgG 作为生物标志物的肉制品中羊肉含量的新型免疫色谱法估计
2.研究地址：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0889157522006433
3.所属类别：食品安全检测
4.简要内容：本研究的目的是开发一种新的免疫色谱分析 (ICA)，用于测定生肉和肉制品中的羊肉添加剂。G 类绵羊免疫球蛋白 (IgG) 用作分子标识符。ICA 采用夹心形式，使用金纳米粒子标记的抗物种抗体。绵羊 IgG 的仪器检测限为 60 ng/mL，10 ng/mL 的截止值在 13 内分钟。在其他哺乳动物和鸟类的免疫球蛋白测定以及相应肉类提取物的分析中，证实了 ICA 仅针对绵羊 IgG 的高特异性。结果表明，该测试系统能够可靠地测定鸡肉中 1% 的羊肉添加剂。该测试系统成功地用于各种成分的饺子中的羊肉鉴定。提议的 ICA 是一种有前途的方法，用于确定物种特异性免疫球蛋白作为肉制品成分和掺假的生物标志物。

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1.基本内容：Nature：生物电子传感，实时监测环境污染物！
2.研究地址：https://www.nature.com/articles/s41586-022-05356-y 也可参考（https://mp.weixin.qq.com/s/UuoqeKkiqPE9kUCAxrn1mg）
3.所属类别：环境安全检测
4.简要结论：本文研制的活体电子传感器为连续环境传感提供了一个可扩展的平台。实时传感需要快速的分析物检测，在没有样品准备的情况下，可以在不同的环境中进行长时间的准确操作。活体电子传感器可在各种环境条件下使用有限的仪器实时检测目标化学品。为了实现长期的环境部署，可以将碳源和辅助化学品纳入封装矩阵，以优化非生物-生物界面的电信号传输。此外，这些传感器可以被安装到通过清除环境中存在的能量来自我供电的设备中。小型、可部署的实时生物电子传感器可以分布在不同的环境位置，这将彻底改变监测化学品在生态系统中迁移的能力。这将为农业的可持续发展提供重要信息，减轻工业废物排放的影响，并确保水安全。