食品添加剂和食品中病原微生物的污染对消费者健康构成严重威胁，因此需要开发高效、准确的检测方法。纳米生物催化剂因具有独特性质，在食品安全检测中展现出巨大潜力。本研究旨在通过合成Fe₃O₄-ZnO-MnO₂杂化纳米复合物，探索其在食品安全检测中的新应用。

采用溶胶-热法合成Fe₃O₄核心磁球，进一步通过化学方法合成Zn-MnO₂，并将其与Fe₃O₄结合形成Fe₃O₄-ZnO-MnO₂杂化纳米复合物。使用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等手段对合成材料进行表征，以了解其结构、形貌和化学组成。通过催化性能测试、过氧化氢酶活性测试等实验，评估Fe₃O₄-ZnO-MnO₂杂化纳米复合物的催化性能和稳定性。

Fe₃O₄-ZnO-MnO₂杂化纳米复合物具有独特的核壳结构，其中Fe₃O₄作为核心，Zn-MnO₂作为外壳，形成了紧密的结合。该纳米复合物表现出优异的催化性能和稳定性，能够在过氧化氢存在下催化生成氧气，且对亚硝酸盐和单核细胞增生李斯特菌具有敏感的检测能力。利用Fe₃O₄-ZnO-MnO₂杂化纳米复合物的催化性能，通过比色法检测亚硝酸盐的含量。在过氧化氢和3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)存在下，该纳米复合物能够催化生成有色产物，其颜色深浅与亚硝酸盐浓度成正比。

通过实验优化了检测条件，包括催化剂用量、TMB浓度、pH值等，以提高检测的准确性和灵敏度。将该方法应用于食品中亚硝酸盐的检测，结果显示具有良好的回收率和重现性，能够满足食品中亚硝酸盐检测的需求。

利用Fe₃O₄-ZnO-MnO₂杂化纳米复合物的敏感性和特异性，结合特定的生物识别元件，实现对单核细胞增生李斯特菌的快速检测。将Fe₃O₄-ZnO-MnO₂杂化纳米复合物与生物识别元件结合，形成检测探针。当探针与单核细胞增生李斯特菌结合时，会引起颜色变化或信号变化，从而实现对病原菌的检测。

将该方法应用于食品中单核细胞增生李斯特菌的检测，结果显示该方法具有较高的灵敏度和特异性，能够实现对病原菌的快速、准确检测。

本研究成功合成了具有独特核壳结构的Fe₃O₄-ZnO-MnO₂杂化纳米复合物，为食品安全检测提供了新的材料基础。利用该纳米复合物的催化性能和敏感性，结合比色法和生物识别元件，实现了对亚硝酸盐和单核细胞增生李斯特菌的快速、准确检测。

本研究为食品安全检测提供了新的思路和方法。未来将进一步研究该纳米复合物的其他性能和应用领域，如检测其他食品污染物、优化检测条件、提高检测灵敏度等。同时，也将探索该纳米复合物与其他生物识别元件的结合方式，以实现对更多食品病原菌的快速、准确检测。

图1所示。Fe₃O₄-ZnO-MnO₂的一系列表征。a: Fe₃O₄的TEM图像；b: Fe₃O_4-ZnO-MnO₂的TEM图像；c: Fe₃O₄-ZnO-MnO₂的HRTEM图像；d: TEM-EDS元素图示Fe， Zn, Mn；e: Fe₃O₄-ZnO-MnO₂元素分析。

图2所示。HRP(1)、Fe₃O₄-Ag-MnO₂(2)和Fe₃O₄-ZnO-MnO₂(3)在H₂O₂存在下催化显色底物氧化产生不同的显色反应；b HRP(1)、Fe₃O₄-Ag-MnO₂(2)、ZnO-MnO₂(3)和Fe₃O₄-ZnO-MnO₂(4)在没有H₂O₂的情况下催化显色底物氧化产生不同的显色反应；c不同物质催化H₂O₂分解生成O₂的图片（1:H₂O₂单独，2:HRP 3: Fe₃O₄-Ag-MnO₂, 4: Fe₃O₄-ZnO-MnO₂）。

图3所示。a：利用紫外可见吸收光谱和照片验证亚硝酸盐检测的可行性（附图）（1：氧化TMB， 2：氧化TMB+ 10 mg L⁻¹ NO₂⁻，3：氧化TMB+ 40 mg L⁻¹ NO₂⁻）；b：利用紫外-可见吸收光谱和照片验证LM检测的可行性（附图）（1：空白对照，2:10³ cfu mL⁻¹ LM）。

图4所示。a：在0 ~ 60 mg L⁻¹范围内，A652nm与NO₂⁻浓度之间的线性关系；b：选择性和干扰研究（1-10：空白对照，Cl⁻，P₂O₄⁴⁻，Ca²⁺，Mg²⁺， K⁺，柠檬酸，葡萄糖，酒精，NO₂⁻）。

原文链接： https://doi.org/10.1016/j.fochx.2024.101968