导读：

近期，南京师范大学食品科学与制药工程学院李建林教授发表综述，系统阐述了液滴微流控技术在食品领域的最新进展，探讨了微流控器件的制备方法及液滴生成原理，分析了该技术在食品安全检测（如霉菌毒素、农药、食源性病原体等污染物检测）和食品营养领域（营养物质检测与递送）的应用情况，揭示了液滴微流控技术在减少试剂消耗、简化检测流程、提高封装效率等方面的显著优势。相关研究成果以“Recent advances in droplet microfluidic technology and its applications in food”为题目，发表在期刊《Trends in Food Science & Technology》上。

本文要点：

1、首先阐述了该技术的背景，指出当前食品污染物和营养素的检测方法以及营养素的包封和递送技术存在诸多问题，而液滴微流控技术因其快速处理、高通量等特点，为解决这些问题提供了有前景的方法。

2、接着详细说明了液滴微流控装置的制备方法，包括光刻、激光烧蚀和3D打印等，并分析了各自的原理、优缺点；还介绍了液滴生成的主动和被动方法，以及不同方法的具体机制。

3、然后重点阐述了该技术在食品安全检测（如真菌毒素、农药、食源性致病菌等检测）和食品营养（如营养素检测、营养素递送）方面的应用，并将其与其他方法进行了对比，突出了其优势。

4、最后指出液滴微流控技术在食品领域应用面临的挑战，如多数传感平台不满足即时检测需求、在复杂食品基质检测中存在困难、工业化应用受限等，并提出未来发展方向，如开发小型化集成检测设备、与人工智能结合等。

一张图读懂全文

滴液微流控技术在食品检测中的灵敏度提升主要依赖于哪些因素？

1、液滴微尺度特性：封闭独立反应空间提升反应物浓度，加速反应并放大信号；均一性与高通量结合减少误差，提高低浓度目标识别可靠性。

2、高灵敏技术结合：负载纳米材料（如金/银纳米颗粒）以增强信号；与ddPCR、CRISPR等联用实现痕量目标扩增；适配光学/电化学检测捕捉微弱信号。

3、高效样品预处理：集成富集材料（如分子印迹聚合物）靶向捕获目标物，降低基质干扰；芯片集成化减少样品损失，保留低浓度目标。

4、外部力场调控：电场、磁场等加速液滴内混合与反应，提升效率；精准操控液滴轨迹，避免阴性信号干扰，提高识别精度。

图1.光刻法制备微流控通道的一般流程

图2.（a）T形微通道；（b）流动聚焦微通道；（c）共流微通道（Qc：连续相；Qd：分散相）

图3.（a）填充有荧光适配体修饰的二氧化硅光子晶体微球的毛细管柱用于柱上荧光检测真菌毒素的工作流程；（b）三种真菌毒素的表面增强拉曼光谱（SERS）纳米标签的制备及多重真菌毒素SERS免疫分析示意图；（c）多重真菌毒素SERS免疫分析方案；（d）基于适配体功能化二氧化硅光子晶体微球（SPCMs）的真菌毒素SERS检测阵列；（e）分子印迹聚合物修饰的磁性反蛋白石光子晶体微球（MIP@MIPCMs）的制备及从样品中富集和磁分离赭曲霉毒素A（OTA）的示意图；（f）用于分离黄曲霉毒素B1（AFB1）的磁性光子晶体微球修饰分子印迹聚合物（MPCM@MIP）的制备过程

图4.（a）用于表面增强拉曼光谱（SERS）检测百草枯的液滴微流控通道示意图；（b）蜂窝状碳纳米管微颗粒的制备及甲基对硫磷检测的流程图和示意图；（c）基于三维银@二氧化硅光子微球阵列的多种农药（2,4-二氯苯氧乙酸、草甘膦和吡虫啉）同时SERS检测平台原理

图5.（a）用于同时检测大肠杆菌O157和单核细胞增生李斯特菌的液滴数字聚合酶链式反应（ddPCR）示意图；（b）基于单细胞液滴微流控系统检测沙门氏菌的示意图；（c）用于超灵敏检测鼠伤寒沙门氏菌的LAMP-CRISPR/Cas12a混合微流控平台示意图及皮升注射后液滴直径变化和荧光图像；（d）用于液滴存储的染料编码液滴生成示意图及基于CRISPR/Cas13a的液滴微流控平台同时检测七种食源性致病菌的原理；（e）基于表面增强拉曼光谱（SERS）的大肠杆菌O157:H7检测平台原理；（f）基于光子微球结构色的智能手机检测大肠杆菌O157:H7的原理

图6.（a）用于检测磺胺二甲氧嘧啶的化学发光液滴微流控检测平台示意图；（b）基于液滴的三聚氰胺免疫传感器示意图；（c）基于上转换纳米颗粒结合微流控芯片的双酚A（BPA）适配体传感器示意图

图7A.（a）基于气动微泵的荧光偏振免疫分析微流控平台用于检测牛血管生成素的示意图；（b）带化学发光检测器的微流控芯片用于检测维生素B1的示意图；（c）聚二甲基硅氧烷（PDMS）微流控芯片用于检测L-苯丙氨酸的示意图；（d）基于液滴微流控的D-氨基葡萄糖电化学传感器的示意图；（e）为检测总酚而设计的两种微流控芯片（最终选择了芯片B）

图7B.（a）由三根毛细管镶嵌而成的用于包封花青素和降胭脂树素的微流控装置示意图；（b）蓝蓟油包封过程的图示；（c）利用微流控技术形成聚己内酯（PCL）包埋叶绿素复合颗粒的示意图；（d）益生菌植物乳杆菌CIDCA 83114包封的示意图；（e）用于制备包封花青素的核壳结构颗粒的微流控芯片图示

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.tifs.2025.105116