第42卷第5期2744年5月
FENXS CESHS XUEBAO (Jocoal of Ewomeata] Analysis -Vol. 42 No. I 777-734
doi : 17. 3969/j. issn. 1004 -4957. 2221. 05・ 022
刘美廷，李绍平*
*，赵静*收稿日期：2727 -77 -27；修回日期：2727 -08 -27
基金项目：国家自然科学基金(31X75339)；国家重点研发计划(2719YFC4741507)；广东省重点领域研发计划(2727B111111X006-；
澳门科学技术发展基金(0775//713/A4 , 734//747/A4 , 0747//74/AKP )；澳门大学科学研究基金(MYRG2713 -00035 - IEMS , MYRG274 X - 074 28 - UMS , CPG2727 - 00204 -IEMS )
*通讯作者：李绍平，博士，教授，研究方向：中药质量评价与活性成分研究，E-mail ： p/@mn.Wnmc
赵 静，博士，副教授，研究方向：中药质量评价与活性成分研究，E - mail : jingzhao@ um. ePu. mc
(澳门大学中华医药研究院，中药质量研究国家重点实验室，澳门999073)
摘 要：近年来，智能手机凭借其轻巧便携、成本低、可个性化定制且使用者无需专业培训等优势，在分析
检测中的应用越来越多，并在医疗诊断、环境监测、食品监督等领域展现岀广阔的应用前景，是众多学科巧
妙结合的典范。该文综述了 203 - 2024年初基于智能手机的检测技术在食品安全方面的应用，包括对食品 添加剂、抗生素、微生物、农残与重金属、生物毒素以及食物新鲜度的检测，为相关研究提供了参考依据，
并对这项热门技术在分析检测领域的应用前景进行了展望。
关键词：智能手机；手机检测；食品安全；比法；荧光法；电化学
中图分类号：0657. 1； G353. 1、
文献标识码：A
文章编号：404 - 4957(202、)05 -0777 -08
App/cotioc of SmaOphone-based Detection in Food Safety
LIN Mei-Png , LI SPao-ping * , ZHAO Jing *
(Sote Kep Labootoo of Qua/tp Research in Chi/ese Medici/e ； I/sU/tc of Chi/ese Medical Sciepces : UnOersitp
of Macau , Macao 999073 , Chko)
Abstract : In ocwt years : smadphone-Pased detection has boa more and more applied in medical
d/gnosis : eavirocmeatal mocimdng , kod supeois/n and other research /elds due to its //an/yes
of podaqi/ty ； Uw cost , posog/zW customizakon and no need of pofos/gl training. Meanwhile ；
smadphone -based detection is a oposwOtiw of the mgeaiocs combination of man/ research delds.The applicatiocs of smadphone-Pased detection in food sakty from 2715 to wdy 2720 are summadzed in this review , including kod addi/ves : antibiotics : micooryanisms : pesticiPes and heavo metals : b/Oxins : and food freshness. And a prospect on this research /otspol is expected.
Key words : smadphone ； smadphone-Pased detection ； food safety ； colodmeto ； kuoometo ； et
Uctochemisto
“科技改变生活”，智能手机(SmaOphone)现已成为人们日常生活、工作和学习不可或缺的好帮手。
与传统蜂窝手机(Ce/phone)相比，智能手机运行系统和操作界面更精细巧妙，配备了多核心处理器和
分辨率更高的拍摄镜头。此外，用户可在手机应用商店自行下载安装软件，极大地拓展了智能手机的
应用范围。当今，智能手机凭借其独特的便携性和实时检测(Po/Oobcao testing , POCT )优势，不再局
限于人们通话交流和普通的拍摄记录，其在分析检测领域的应用已成为研究热点[-2]，在医疗诊断2]、 环境监测⑷和食品监督⑸等领域也发挥越来越大的作用。人们不仅可以通过智能手机拍摄记录实验结
果，也可用其直接进行数据处理分析，还可以针对实验需求开发应用程序[0]，使得实验装置微型化、 分析检测实 。
食品安全是百姓和舆论高度关注的民生话题。目前，食品的分析检测方法大多为长途寄送样品或
现场取样，再使用实验室的大型精密仪器进行操作，耗时长且成本高。基于智能手机的检测技术应用
于食品安全领域，优势在于装置易设计、成本低、便于携带、可实时检测。另外，可将实验数据生成 条形码2]或二维码2]，从而使食品在生产加工、包装储存、运输流通和批发零售等环节得到有效、及
时地监督。也可将数据上传至云端共享2]，或使用物联网(Inteoet of thing , IoO )[4]和近场通信(Near
778分析测试学报第3卷
/XU communicaCoa,NFC-5）］等技术快速获取实验数据。
本文的检测原理，近5年检测在食品安全方面的应用，食品、抗生素、微生物、与重、生物毒素以及
食物新鲜度等，以期为相关研究提供参考依据，最后对这项热门技术在分析检测领域中的应用前展望。
1基于智能手机的检测原理
分析检测领可实验进程、记检测实验结计实验数据，记检测功能应为广泛。的检测原理是学检测或学检测中，待测物质在实验过程中的光信号或电信号，应用程序或软分析计，实验结果。
光学检测的常见方法包括比法、荧光法、显微成像和表面等离子体共振等5］，其中，比法和食品检测中应用较广泛。比法根据待测成分的度值（如（RGB）52、（（CMYK）［1］、国际照明委员会度空间（L*a*b*-51等）与浓度之间的比例关系进行分析检测。如利用酸碱指示剂的颜变化检测酸度［5］，基于金属络合物颜检测重金属56等。荧光法是先将待测物质记后，定波长测定强度，从而实现定性定量分析。此方法灵敏度高，应用程序或专业软检测分析外，也可搭置与联用52。学检测是利极与待测物质之间发生的学反应，根据测量参数可分为电位测定法、测定法、电导测定法、电压测定量测定51］，该方法具有高的灵敏度。
2智能手机检测在食品安全方面的应用
2.1食品添加剂的检测
铝合金框架食品尤其是物的过量会
成严重。SPa/vof等［4］使，
素纸顶空萃后中
的，并与素纸上3价铁离I1,
U乙6二菲相继反应生成红络合物
App检测其RGB值定量。该方法
与方法（如分-液萃性阵列检
测等）相比，其LOD较低（0.04r o/L）。
纸分析细管作样品在
亲水疏水壁的动，无需驱
动，具有快速精确、绿特点。此外，检
测试纸湿后，经，可
实检测。图、A为纸置
的牛奶盒50，检测定反应试只
需U奶样品至检测反应，用自编
App拍摄结检测，如图1B所示，即可对样品尿素定性或定量分析，全过程仅约4mWo Fu等51一25］使用纸基微流控装置检测、干货等食品，自编App分析比反应后的度值，可对几种常见（如苯甲 二氧化）以物甲定量，结果令人满意。
2.2抗生检测
图1牛奶纸盒微流控装置(A)、显反应和
手机App颜识别结果(B)52]
Fig.1Mild co C op with intey/ted payer-hased micro/uihic device(A)；colo/metry reaction and detection
result from App(B)52]
智能手机对其它食品添加剂的检测应用见表4法一2]
抗生素在动物饲养场泛细菌感染、动物生长，但抗生素会导致食源性积聚，抗生素会细菌产生，给来不利52］o U分抗生素的检测应用50-3］。Masawat等50开App分析牛奶中的素,App，u Learning v “TeW/g”，先使用“L/m/g”素度值与浓度的标准曲据辰
第8期刘美廷等：基于智能手机检测在食品安全中的应用779
再使用“Test/g ”模块分析样品图像的RGB 等度值，结合数据库可预测样品中四环素的浓度，方法
的 LOD 与 LOQ 分别为 0. 0 p g/mL 和 4 5 p y/mL 。
适配体是一种短序列单链寡核昔酸，结构简单清晰、易于合成、高度稳定。与抗体相比，其具有
竹炭颗粒和待测物更高的特异性和亲和性，可根据待测物选择不同适配体。基于智能手机应用适配体识别抗生 素的实时检测，具有很高特异性，可排除其它类型抗生素和食品中杂质的干扰。Lm 等2/］利用链霉素
适配体优先识别待测物，剩余适配体与互补DNA 杂交形成双链DNA ，再与SYBRGoeat 染料结合。图
2A 为用于取代荧光计的便携式检测装置，其主要包括智能手机、放置比皿的样品室和波长为395 nm
的紫外灯。紫外灯激发样品产生绿荧光，通过拍摄记录待测物荧光信号，并使用AppJ 图2B)检测
RGB 中G 值，对鸡肉和牛奶中的链霉素进行定量分析，绿荧光密度与链霉素浓度呈负相关，相对于
其它方法，如HPLC-PAD 、酶联免疫吸附剂测定(ELISA )等，该方法具有更宽的线性范围(0.1-100 pmoUL ) , LOD 为92 nmoUL 。Lin 等［5］以链霉素适配体-纳米金粒子复合物为比法指示剂，使用自
制的智能手机便携检测装置，对蜂蜜和牛奶中的链霉素进行定量检测,App 将图像结果的RGB 值转换
为检测波长下的吸光度，检测结果(3K. 05 nmoUL )与LC - MS 法(34. 26 nmoUL)相比无显著性差异。
表-基于智能手机检测在食品添加剂和抗生素中的应用
Table 1 App/catioos of smaOphohe-Pased OetecUoh oo aPdi/ves and antibio/cs in food
* no date
Sample
Analyte Method App or software LOD
Refeoace
苹果醋、青柠汁、酸橙汁亚硫酸盐顶空薄膜微萃取，络合 比法
Android App 7. 74 p y/P [19]
牛奶
尿素、亚硝酸盐
奶
MiUqim/Ochoh (自编App )
-*
[22]
酱油、蔬菜汁、豆腐干、果干、腌渍物等
苯甲酸纸基微流控法
Android App ，自编577 ppm [23
果干、莲子、椰丝、蜜 饯等
二氧化硫
PET/hapcs chip ( PP -
chip)
Android App ，自编 4. 45 ppmJa. u [22]山药干、蘑菇干、红参、 米粉等
甲纸
pfc电感Android App ，自编
7. 4 ppm
:/--
全 奶、 奶十二烷基硫酸钠-
萃 Color Grab ( Android
App )
20 m /农
[24]奶三聚‘胺八重侧向流免疫法
ImayeO 277 ny/mL (临界
值)
[25]
卡莎萨酒甲
ImayeO
-[26]鲜虾光学探针检测CSELAB 7. 75 p hmL
[27]硬糖诱惑红图像运算
MATLAB
-
[23]全奶
环丙沙星
生物发光大肠杆菌生物 报告法
LCS_ Logyes
(JESApp ，自编-7. 4 ny/mL [29]
奶素
COo/oop IESApp , 自)
7. I p hmL [7]
、奶素
f 离子辅助纳米金颗粒
TonchColcs (Android App)
5. 3 nmoUP [31]
鸡肉
四环素、氯霉素、磺 胺甲曙喘、恩诺沙
星、氟苯尼考双发射量子点ColcrAnalyzos (自编A PU )
7. 57 ny/mL
[O -
鱼肉、鸡肉、牛肉、猪肉
诺氟沙星
纸基微流控和咖啡环 应
ImayeO 5 ppm
[33]
奶
恩诺沙星、四环素、 青霉素G 、/胺喀喘、 氯霉素、链霉素
八重侧向流免疫法ImayeO
14 〜3、4 〜34、 4〜3、4〜3、
4. 4、57 ny/mL
(临界值)
[25]
、奶链霉素TonchColor- IESApp )94 nmol/P 24-、奶
链素
SBP - App (Android App ，自编-
14. I nmoUP [5]
穴盘奶
四环素类、U 奎诺酮类微阵列GeuePix Pre 4.54.1.74 ny/mL
[6]
750分析测试学报第3卷
2.3微生物的检测
致病性细菌是污染食品的常见微生物，也是
引起 食物 的 因素。 的
镜已应 生物检测，如检测
水样
如病毒52。 程是 镜下观察微
生物，
记 像，再根据目标分析
物特征，如尺寸、颜 强度等，实现量化
检测。Wang 等［3］开 可快速灵敏检测苹果汁
沙门氏菌的生物
， 沙门
氏菌经免疫磁分离
记后
的
（见图3）在线监
测流动的
斑点，实时获取视频并将
为
度帧，利用帧间差分法计算细菌的数量,
该方法特异性强，LOD 为53 CFU/mL 。SU/vastava 54］将 性金黄葡萄球菌 与 性
相结合， 捕获花生牛奶中的金黄
葡萄球菌，
成像
定量检测，成像结果的
经处理后变
「清
晰 利于检测，还 分待测物信号及背景噪
音，LOD 低至U CFU/mL ，整个过程只需U mW 。
检测其它致病菌的应用见表950一02。
2.4
重金 检测
乃至生
成严重
是
食品安全
的重要内容 飞
应 检测 快速又实用，不仅降低检测设备的成本，且结果重复性较高53一1］。古
针试毒，今则研 可检测 甲基对硫磷和甲基对氧磷的手套50 I 见图4）o 手套食
分为 定 磷水解酶的 扫描装
置， 笑脸状碳基计 、工作电极和Ay/AgCl
参考电极；拇 分
的碳垫，触摸样品
面 待测物，再与食 生 学反应;
反应产生的伏安信号 信 至 」,
经App 显示检测结果。此装置实用性强Home page Real-time detection Data recording
场检测 磷 。Cde/g 等51］侧 结合荧光
阅 同时检测生菜、苹 死蝉、二
嗪磷和4 量，无需 源,
场检测。
检测
的应用
见表 250 一03］。
重 污染是食品安全的另一重要问题。 Zhang 等50］ 修饰 极和自制稳压 ［
图2智能手机荧光检测装置(A)及应用
程序示意图(B )51
Fig. 2 SmaCphopeDaseC Cuo/met/ device ( A )
and App diag/m ( B ) 51
图5基于智能手机的荧光显微镜系统结构56
Fig. 5 Structure of SmaCphopeDaseC Cuo/sce/l
[38]
microscopic system
图4可检测农残的手套54]
Fig. 4 Glove fos testing pes/cido /sidues 55
行电化学反应，信号经无线通信传输至自编App ，实现对牛奶与果汁中Cd"、Pb 2+和H，的检测,
保健椅
LOD 分别为）.1、）.0、）.2 r —L （见表2），检测结果与AP-MS 法一致，实验数据可云共享。利用此
原理，也可检测Ct *、Zu? +、A-5 + 离子
。
第8期
刘美廷等：基于智能手机检测在食品安全中的应用754
* no date
表2基于智能手机的检测在致病菌、农残和重金属中的应用
Table 7
App/catioos of smaOphohe-Pased detectioo oo microoryanisms , pes/Obe residues and heavy metals in food
Sample
Analyte
Method
App or software LOD Refeoace
苹果汁
鼠伤寒沙门氏菌荧光标记微流控显微装置Android App ，自编53 CFU/mL [38]花生牛奶金黄葡萄球菌
适配体荧光磁性纳米颗
粒，荧光显微镜
自编App
4 CFU/mL
[39]
酸奶、鸡蛋
大肠杆菌037： H7ELISA
-*
-[42]
鸡肉
大肠杆菌、沙门氏
菌、弧菌离Android App ，自编
5 X 4 _5 ny/pL 23
婴儿配方奶粉阪崎肠杆菌
镜
-
4 CFU/32 y [42]
鸡肉
沙门氏菌
磁性纳米粒免疫分离，比
ImayeAnalyzos ( An-4 CFU/mL
墙布拼接
droid App ，自编-
豆芽大肠杆菌、 肠球菌
纸基孔板系统比法
-341 30 pmol/P [44]牛奶、奶酪
肠炎沙门氏菌免疫
ImayeO
4 CFU/y
[45 -
鸡肉大肠杆菌037： H7纳米金颗粒微流控
Android App ，自编
57 CFU/mL [42 -菠菜、牛奶
大肠杆菌
纸基侧向免疫流自 App
4 CFU/mL
[47 -
苹果、番茄、葡萄、甲基对硫磷、甲基对手套传感器
Android App -[7 -青椒
氧磷
玉米、生菜、苹毒死蝉、二嗪磷、马侧
ImayeJ 、Odyin
7. 051 6.7、23
蔬果拉硫磷7. 74 ny/mL
苹
福美双纳米金团簇聚集诱导激发 增强效应
ImayeO
7. 75 p y/P [4 -牛奶、青瓜
灭蝇胺
吐温27修饰纳米金颗粒自 App
7. 74 my/ke
[5 -牛奶、橙汁、：苹汁
镉、铅、汞离子固态微波流消化，纳米金
Android App ，自编
4.1、4.0、4. 4
[4 -
修饰电极
p o 农
2.5生物毒素的检测
黄曲霉毒素具有很强的毒性和致癌性，是中药和食品存储不当时极易产生的一类外源性有毒物质。
L 等［5］开发了基于智能手机的黄曲霉毒素B -定量检测系统，该系统由检测芯片、便携式光学装置和
自编App 组成。待测样品与微流控芯片通道上的黄曲霉毒素B 、抗原发生间接竞争免疫反应，再将芯片
插入便携式光学装置中拍摄记录图像结果，最后用App 快速检测图像的光学灰度比值。根据黄曲霉毒 素B 、浓度与光学灰度比值呈负相关，且在0.5~257 ppP 范围内呈线性，用于测定发霉玉米中黄曲霉毒 素B 、含量，结果与HPLC 和商用ELISA 检测结果具有良好一致性。
冈田酸及其衍生物是常见的腹泻性贝毒素，Sv 等20］将细胞活力传感器和仿生电子眼用于贻贝中冈
田酸的快速检测。细胞活力传感器由细胞计数试剂盒和两种活细胞HepG2与THP-1组成，仿生电子
眼为基于智能手机的比系统，可看作是小型化的酶标仪，包括便携式光源和实时分析细胞活力传感
器的Appo 标准化细胞活力指数与冈田酸的浓度呈负相关，使用HepG2与THP-1检测的LOD 分别为
3. 425 3 p y/L 和13.445 6 p g/L 。该方法对冈田酸的检测特异性强，能与麻痹性贝毒素和神经性贝毒素
高度区分，适用于样品中毒素的初步筛选。智能手机检测其它生物毒素的应用见表3［52"0］。
2. 6食物新鲜度的检测
食品中具有蛋白质水解活性的微生物作用于长链蛋白质，将其转化为分子量更小的化合物，如游 离氨基酸，这些氨基酸很容易发生氧化脱氨、脱竣和脱硫反应，从而产生总挥发性碱氮、CO /和HS
等［2「05］。上述成分可作为食物新鲜度指标用于食品质量的监测。L 等20］基于加样后的二肉豆蔻酰磷
脂酰胆碱/聚二乙快(DMPC//DA )囊泡比试纸从蓝到红的变化，采用手机App 检测深海鱼类及 其罐头制品中的组胺含量，LOD 为70 ppm ，样品检测结果与使用专业图像处理软件和光谱法结果无显
著性差异(P>0.05)o
NFC 标记技术标签是一种经济实惠的纸样共振电路，智能手机可经无接触交流读取其储存的信息。
Ma ［2(］等开发了基于纳米结构的对甲苯磺酸盐-聚苯胺IPTS - PAni ］, 一种用于修饰NFC 标签的导电聚
合物，作为气相传感器能高度灵敏地检测肉类中氨、腐胺和尸胺浓度。腐败肉类释放的生物胺气体与
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
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