食品安全快速检测技术在我国的特需性及主流技术的进展(1)
在发达国家,由于食品企业规模大,自律意识强,法律执行力度大,法治较健全,快检的重要性不如我国凸显。我国由于农产品、食品的生产和供给渠道多、数量大,规模小、分布广消费人群众多且法律意识较弱,造成的后果就是食品安全问题从生产到消费各个环节频频发生。除了环境和生产条件等外在因素外,农药和兽药的违规滥用,食品添加剂过量使用,非法添加剂的违法使用,以及生产储运、销售等环节的因为卫生条件差而造成生物性污染,也都十分严重。仅依靠前些年由各部门各系统建设的实验室仪器分析检测系统是远远不够的。之前建设的实验室仪器分析检测系统,由于对样品前处理耗时、检测仪器和试剂昂贵、操作复杂、通量低等原因,难以全面及时地监控全国的食品安全,所以快速、便携甚至现场检测与筛查技术与仪器在我国现阶段具有特殊意义。
安全快速检测技术因其应用目的,要求和场合的不同,所用需要的技术和仪器设备也是不同的。对其分类和命名,国内学界和业界有着不同理解,大致包括以下几种:
实验室快速检测与筛查技术及仪器
, 百拇医药
实验室快速检测与筛查的技术和仪器设备,如色谱一质谱联用仪,在发达国家颇受重视,主要用于进出口检验和定期监测及食品安全事件的应急检测与分析等。显然,为此不仅要求准确的定性和定量分析,而且要达到更高的通量。发达国家通过加大研发投入,不断提升各种色谱一质谱联用仪的灵敏度(降低检测限)、分辩率和速度,一次进样可以检测数百种残留物及其代谢物的多残留分析技术与仪器在国外已经成为当今主流。此外,一天可以检测数千份样品的生物芯片分析系统和以新一代的表面等离子共振分析仪(SPR)为基础,集免疫敏感芯片,微流控,纳米技术、分子印迹等新技术为一体仪器等,也己被视为当前和未来实验室快速检测和筛查仪器的发展方向。
在线质控技术与设备
国外常通称为过程分析与控制技术,主要用于规模化食品生产现场。在发达国家,由于食品生产规模化程度高,对生产现场质量控制技术与仪器有着很大的需求,所以在线质控技术与设备在发达国家非常受重视,通常将其视为建立食品良好生产规范(GMP)和危害分析与关键控制点(HACCP)的重要环节和措施。其中所用的技术和设备,大多是各种通用分析测试技术和自动控制技术与仪器的派生,衍生,并作有针对性的有机整合。
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快速检测筛查及现场速测技术与仪器
目前的快速筛查和现场速测的技术及仪器有很多,但是很成熟的不多,在我国也是近几年才有长足的发展,有的已实现产业化,有的正在应用开发,有的处在进一步完善和拓展。目前有较好市场前景的快速筛查或现场速测的技术与仪器主要有以下10大类。
1 免疫分析方法与仪器
免疫分析方法包括放射免疫、酶联免疫、荧光免疫、化学发光免疫和胶体金标免疫等。其中酶联免疫检测技术(EUSA)曾被AOAC(美国官方分析化学师协会)列为残留检测3大支柱技术之一,具有高特异性、准确性、简便、快速等特点,可用于筛查农药和兽药残留,致病菌,病毒,毒素以及转基因产品。美国EPA(美国环保局)颁布了12项筛查与农业环保相关的土壤和水中的氯丹五氯酚、多环芳烃,聚氯双酚、汞,阿特拉津、毒杀芬等方法,均使用ELISA。目前我国已有许多家企业生产胶体金试纸条、酶联免疫试剂盒和配套仪器,如北京勤邦、陆桥等企业已能生产出性能与进口试剂盒相近,品种更多且价格为进口试剂盒的1/2一2/3。化学发光免疫分析法具有灵敏度高(可测定极限达到10-17-10-19M/L)、可测定浓度范围宽、试剂稳定性好、操作简单、无环境污染等优点,目前国内外生产相关产品的企业有Beckman Coulter、Roche、Bayer、博奥生物、北京科美生物技术有限公司、深圳新产业生物医学工程有限公司等,上述厂家生产的化学发光免疫分析仪器主要面向医学和生命科学领域。在免疫分析技术领域,今后应深入研究ELI SA方法的各种影响因素,标准化、系列化生产各种试剂盒,并向重组抗原、多项目标物、酶的定向改造和体外分子进化等技术。
, http://www.100md.com
2 基于经典的分子光谱法的速测仪器
分子光谱法是最经典的技术,几乎可用于所有检测任务,但是一般只能进行常量或微量检测,难于承担痕量分析的任务。近几年,吉大小天鹅和华厦科创等,以分析化学为基础,优化和整合分析的方法、程序、试剂,开发出一系列针对不同检测目标的多种试剂盒,并采用集束式冷光源/单色器等新技术,推出了高精度、高稳定性、模块化的便携式仪器。此外,配合样品快速提取和富集技术,构成了可以快速筛查与食品安全密切相关的40多种参数(如硝酸盐、亚硝酸盐、菊脂类农药残留,甲醛、吊白块、味素、人造色素、无机砷、金属铅、劣质奶、“地沟油”、“泔水油”等)的多参数食品安全速测仪。这些仪器非常符合我国市场需求,在食品安全快速筛检中占据一席之地。
3 酶抑制法与仪器
酶抑制法和仪器早在1951年由美国提出,1968年由加拿大做了改进,我国于20世纪80年代,浙大等单位开始研发过,发现其有诸多不足,故未推广但前些年,借某专业检测机构的名声,有众多企业推出十几种商品化仪器,并得到推广,事后众多应用者和专家都发现,该方法只能检测有机磷和氨基甲酸酯两类农药,且对同类、不同种农药的抑制率差别很大,所以用统一的抑制率确定农药残留是否超标,必然会导致假阳性或假阴性的漏检,所以酶的抑制法是目前“不得已而采用的速测法”。该方法仅适用于基层初检,在发现超标现象时,必须用标准方法进行复测、确证,这在《农产品质量安全法》第36条第二款中有明确的规定。对于阴性结果,也应按比例进行抽样,采用可靠的实验室仪器分析方法进行复测和确证。
4 生物传感器
生物传感器具有功能多样、微型、智能、集成、低成本、高灵敏、高识别和实用性等特点。国内外高度重视,发展快、种类很多,有代表性的包括如下几类:, 百拇医药(蒋士强 罗晓琴)
安全快速检测技术因其应用目的,要求和场合的不同,所用需要的技术和仪器设备也是不同的。对其分类和命名,国内学界和业界有着不同理解,大致包括以下几种:
实验室快速检测与筛查技术及仪器
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实验室快速检测与筛查的技术和仪器设备,如色谱一质谱联用仪,在发达国家颇受重视,主要用于进出口检验和定期监测及食品安全事件的应急检测与分析等。显然,为此不仅要求准确的定性和定量分析,而且要达到更高的通量。发达国家通过加大研发投入,不断提升各种色谱一质谱联用仪的灵敏度(降低检测限)、分辩率和速度,一次进样可以检测数百种残留物及其代谢物的多残留分析技术与仪器在国外已经成为当今主流。此外,一天可以检测数千份样品的生物芯片分析系统和以新一代的表面等离子共振分析仪(SPR)为基础,集免疫敏感芯片,微流控,纳米技术、分子印迹等新技术为一体仪器等,也己被视为当前和未来实验室快速检测和筛查仪器的发展方向。
在线质控技术与设备
国外常通称为过程分析与控制技术,主要用于规模化食品生产现场。在发达国家,由于食品生产规模化程度高,对生产现场质量控制技术与仪器有着很大的需求,所以在线质控技术与设备在发达国家非常受重视,通常将其视为建立食品良好生产规范(GMP)和危害分析与关键控制点(HACCP)的重要环节和措施。其中所用的技术和设备,大多是各种通用分析测试技术和自动控制技术与仪器的派生,衍生,并作有针对性的有机整合。
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快速检测筛查及现场速测技术与仪器
目前的快速筛查和现场速测的技术及仪器有很多,但是很成熟的不多,在我国也是近几年才有长足的发展,有的已实现产业化,有的正在应用开发,有的处在进一步完善和拓展。目前有较好市场前景的快速筛查或现场速测的技术与仪器主要有以下10大类。
1 免疫分析方法与仪器
免疫分析方法包括放射免疫、酶联免疫、荧光免疫、化学发光免疫和胶体金标免疫等。其中酶联免疫检测技术(EUSA)曾被AOAC(美国官方分析化学师协会)列为残留检测3大支柱技术之一,具有高特异性、准确性、简便、快速等特点,可用于筛查农药和兽药残留,致病菌,病毒,毒素以及转基因产品。美国EPA(美国环保局)颁布了12项筛查与农业环保相关的土壤和水中的氯丹五氯酚、多环芳烃,聚氯双酚、汞,阿特拉津、毒杀芬等方法,均使用ELISA。目前我国已有许多家企业生产胶体金试纸条、酶联免疫试剂盒和配套仪器,如北京勤邦、陆桥等企业已能生产出性能与进口试剂盒相近,品种更多且价格为进口试剂盒的1/2一2/3。化学发光免疫分析法具有灵敏度高(可测定极限达到10-17-10-19M/L)、可测定浓度范围宽、试剂稳定性好、操作简单、无环境污染等优点,目前国内外生产相关产品的企业有Beckman Coulter、Roche、Bayer、博奥生物、北京科美生物技术有限公司、深圳新产业生物医学工程有限公司等,上述厂家生产的化学发光免疫分析仪器主要面向医学和生命科学领域。在免疫分析技术领域,今后应深入研究ELI SA方法的各种影响因素,标准化、系列化生产各种试剂盒,并向重组抗原、多项目标物、酶的定向改造和体外分子进化等技术。
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2 基于经典的分子光谱法的速测仪器
分子光谱法是最经典的技术,几乎可用于所有检测任务,但是一般只能进行常量或微量检测,难于承担痕量分析的任务。近几年,吉大小天鹅和华厦科创等,以分析化学为基础,优化和整合分析的方法、程序、试剂,开发出一系列针对不同检测目标的多种试剂盒,并采用集束式冷光源/单色器等新技术,推出了高精度、高稳定性、模块化的便携式仪器。此外,配合样品快速提取和富集技术,构成了可以快速筛查与食品安全密切相关的40多种参数(如硝酸盐、亚硝酸盐、菊脂类农药残留,甲醛、吊白块、味素、人造色素、无机砷、金属铅、劣质奶、“地沟油”、“泔水油”等)的多参数食品安全速测仪。这些仪器非常符合我国市场需求,在食品安全快速筛检中占据一席之地。
3 酶抑制法与仪器
酶抑制法和仪器早在1951年由美国提出,1968年由加拿大做了改进,我国于20世纪80年代,浙大等单位开始研发过,发现其有诸多不足,故未推广但前些年,借某专业检测机构的名声,有众多企业推出十几种商品化仪器,并得到推广,事后众多应用者和专家都发现,该方法只能检测有机磷和氨基甲酸酯两类农药,且对同类、不同种农药的抑制率差别很大,所以用统一的抑制率确定农药残留是否超标,必然会导致假阳性或假阴性的漏检,所以酶的抑制法是目前“不得已而采用的速测法”。该方法仅适用于基层初检,在发现超标现象时,必须用标准方法进行复测、确证,这在《农产品质量安全法》第36条第二款中有明确的规定。对于阴性结果,也应按比例进行抽样,采用可靠的实验室仪器分析方法进行复测和确证。
4 生物传感器
生物传感器具有功能多样、微型、智能、集成、低成本、高灵敏、高识别和实用性等特点。国内外高度重视,发展快、种类很多,有代表性的包括如下几类:, 百拇医药(蒋士强 罗晓琴)