基于知识图谱分析胶体金免疫层析技术在食品检测领域中的研究进展

食品安全关系到人们的健康，而食品检测在保障食品安全方面起着重要作用。胶体金免疫层析技术是以胶体金为示踪标记物，应用于特异性抗原抗体反应的一种新型免疫标记分析技术，最早用于疾病诊断领域，21世纪初开始在食品检测领域中得到推广使用。关于胶体金免疫层析技术的综述均采用传统文献综述方法，缺乏定量描述及可视化全景展现。文献计量学是指用数学和统计学的方法，定量地分析一切知识载体的交叉科学[1]。知识图谱是多学科融合的现代理论，利用图形形象地展示知识资源的整体架构、发展历程、前沿领域等内容[2]。本文基于文献计量学，对中国知网中的相关文献进行检索整理，运用文献计量分析软件COOC[3]进行定量分析并绘制知识图谱，从多维度、多图谱可视化地综述了胶体金免疫层析技术在食品检测领域的发展现状及运用前景。1数据来源与研究方法1.1数据来源以中国知网（ChinaNationalKnowledgeInfrastructure，CNKI）为数据源，检索领域为学术期刊，以“食品”为主题词进行检索，再以“胶体金”为主题词在结果中检索，时间范围设置为2001—2023年（检索时间截至2023年11月30日），将得到的文献进行清洗，剔除与食品、胶体金免疫层析技术无关的文献以及综述类文献，得到研究论文215篇。1.2研究方法运用COOC软件，对上述文献资料进行文献计量统计和可视化分析。2结果与分析2.1发文年代分析发文年代图能直观地展示年度发文量的变化，从而反映出该领域的变化趋势和发展进程[4]。由图1可知，将2001—2023年收集到的215篇文献分为萌芽期（2001—2006年）、发育期（2007—2015年）、发展期（2016—2023年）3个阶段。图1发文年代图萌芽期的相关文献年均为1.5篇，此时胶体金免疫层析技术在食品检测领域开始得到应用。唐耀军等[5]于2001年发表了用胶体金快检试剂盒检测食品中阿片生物碱的研究论文。发育期的相关文献年均为7.1篇，该技术在食品检测领域的应用开始逐渐拓展。2016年开始进入发展期，年均发文超过15篇，展现了该技术在食品检测领域蓬勃发展的态势。2.2期刊发文量分析对期刊发文量进行统计，215篇文献发表在96种期刊上。发文量排前10的期刊依次是《食品安全质量检测学报》《食品科学》《食品安全导刊》《食品研究与开发》《食品工业科技》《现代食品科技》《食品科技》《食品与机械》《食品与发酵工业》和《安徽农业科学》，累计发文96篇，占总文献量的44.7%，其中有8种期刊为中文核心期刊。这说明胶体金免疫层析技术的研究与应用在食品检测领域占有一定地位，其研究论文质量较高，发表的期刊也相对集中。词云图是将文本中出现频率较高的“关键字”进行可视化展示[6]。由图2可见，字体最大、位置最突出的《食品安全质量检测学报》的发文量最高（发文量为21篇）。除了排名前10的期刊外，其他期刊名称的字体大小相差不大，显示了其他期刊发文量较为一致的态势（其他期刊发文量为1～3篇）。图2发文期刊词云图2.3发文机构分析统计发现，发文机构涉及262家机构，大部分机构发文量为1篇。由图3可见，排序前20的发文机构中，生物类技术公司6家、高校及科研院所6家、检测机构8家。其中，北京勤邦生物技术有限公司发文最多，共发表了15篇；其次为厦门市食品药品质量检测研究院，发表了9篇。充分印证了胶体金免疫层析技术的实用性较强、应用市场广阔。图3发文机构条形图通过图4进一步分析发现，目前我国形成了若干个小型合作团体，以同地域合作为主，不同地域不同单位间的合作基本没有，研究网络尚未形成。图中节点表示发文机构，节点大小表示发文量，连线表示发文机构的合作关系，连线越粗合作越紧密[7]。排名靠前的北京勤邦生物技术有限公司与北京市食品安全免疫快速检测工程技术研究中心合作紧密，发文量最大；其次是厦门市食品药品质量检验研究院与睿科集团（厦门）股份有限公司，两个合作团队占据了头部位置。图4发文机构共现图2.4作者分析对作者进行统计可以分析该领域核心作者群及其合作强度[8]。经统计得出发表相关文献的作者共796名，其中发文篇数最多的是万宇平，共计10篇。采用普赖斯定律[9]，计算该领域的核心作者最低发文篇数N=0.749×nmax1/2。其中，nmax为最高产作者的发文量，nmax=10，可得N=2.36，得出核心作者为发文篇数大于等于2篇的作者，共146位，约占作者总数的18.3%。根据普赖斯定律，在同一主题中，半数的论文为一群高生产能力作者所撰写。核心作者共发文129篇，占发文总量的60.0%，表明该领域已形成多产作者群。由图5可知，不同的研究人员之间组合，形成多个研究团队。其中，合作人数最多、发文篇数最多的是万宇平团队，属于北京勤邦生物技术有限公司，这也与2.3的结论相一致。其主要涉及的检测项目为农药残留[10]和真菌毒素[11]。图5核心作者共现图2.5关键词分析在提取论文的关键词后，进行同义词合并（如胶体金、胶体金免疫层析技术均统一用胶体金一词代表），对合并后的关键词进行分析。利用树形图可以一目了然地展示出层次结构以及各个数据点的值[12]。由图6可知，利用胶体金免疫层析技术检测的项目有以氯霉素[13]、磺胺类药物[14]为代表的兽药残留检测，以黄曲霉毒素[15]、玉米赤霉烯酮[16]为代表的真菌毒素检测，以大肠杆菌[17]、单增李斯特菌[18]为代表的微生物检测。其检测对象集中在乳制品[19]和水产品[20]；在抗体技术上分为单克隆抗体[21]和多克隆抗体[22]。图6关键词树形图关键词的突然出现通常代表了新的研究热点[23]。结合图7来看，2002年罂粟类[24]突现，大肠杆菌[25]在2006—2015年维持了很长时间的热度，磺胺类药物[26]在2010—2014年维持了较长时间的热度。而近5年陆续出现的热词，在检测项目上有以呕吐毒素[27]和玉米赤霉烯酮[28]为代表的真菌毒素，以镉[29]和铅[30]为代表的元素类污染物，以四环素[31]和甲氧苄啶[32]为代表的兽药残留类。检测对象上有水产品类[33]、蔬菜类[34]和动物源性食品[35]。这也预示着今后胶体金免疫层析技术发展的热点方向。2.6被引频次分析被引频次体现了研究论文的重要程度和对该研究领域的影响力，由表1可知，高被引文章集中在2005—2013年，研究内容集中在真菌毒素、微生物和兽药残留方面。表1被引频次前10名的文章信息表3结论自从1969年美国目录学家AlanPritchard提出文献计量学，文献计量的理论和方法被广泛运用在科研工作评价、学科发展、科学出版物评价等多方面。运用文献计量法，有助于科研人员了解某领域的重点研究方向、研究现状、核心团队和机构等信息。用可视化方式展现上述数据，更便于科研人员直观掌握其中的规律和变化趋势。目前胶体金免疫层析法在食品检测领域得到快速发展和广泛运用，也是市场应用较多、较为成熟的一种快检手段。本文对CNKI中收录的关于胶体金免疫层析技术在食品领域中的所有研究论文进行了系统和定量的分析，挖掘出该主题研究中起重要作