【教育裝備采購(gòu)網(wǎng)訊】2013年5月15日，第十一屆中國(guó)國(guó)際科學(xué)儀器及實(shí)驗(yàn)室裝備展覽會(huì)(CISILE)在中國(guó)國(guó)際展覽中心如期舉辦。中國(guó)科學(xué)儀器及實(shí)驗(yàn)室裝備高峰論壇同步盛大開(kāi)幕。其中，食品安全檢測(cè)技術(shù)作為時(shí)下的社會(huì)及民生熱點(diǎn)，該方向的專題論壇吸引了諸多觀眾到場(chǎng)。
在論壇上，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院教授級(jí)高工、中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)農(nóng)業(yè)儀器分會(huì)和檢驗(yàn)檢疫儀器分會(huì)副理事長(zhǎng)蔣士強(qiáng)在報(bào)告《對(duì)食品安全快速檢測(cè)的點(diǎn)評(píng)》中提出，當(dāng)前，觧決我國(guó)食品安全問(wèn)題必需在監(jiān)管與檢測(cè)技術(shù)上實(shí)現(xiàn)根本性的轉(zhuǎn)變。
蔣士強(qiáng) 高級(jí)顧問(wèn)
蔣士強(qiáng)認(rèn)為，我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品、食品的生產(chǎn)和供給渠道多、數(shù)量大、規(guī)模小且分散。目前，我國(guó)的實(shí)驗(yàn)室儀器分析檢測(cè)中，樣品前處理耗時(shí)較長(zhǎng)，檢測(cè)儀器和試劑成本較高，操作較復(fù)雜，通量較低。因此，從生產(chǎn)源頭開(kāi)始全面、及時(shí)地監(jiān)控食品安全，發(fā)展快速、方便的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)與篩查技術(shù)，具有重要而特殊的意義。但他同時(shí)強(qiáng)調(diào)，快檢技術(shù)必須與實(shí)驗(yàn)室分析儀器的檢測(cè)相結(jié)合?？鞕z結(jié)果為陽(yáng)性的樣品必須用實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法進(jìn)行確證;快檢結(jié)果為陰性的產(chǎn)品，也要按比例抽檢后用標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法檢測(cè);同時(shí)，快檢方法還需與標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行比對(duì)。蔣士強(qiáng)認(rèn)為，只有這樣，源頭快檢篩查與實(shí)驗(yàn)室儀器分析檢測(cè)確證相結(jié)合的檢測(cè)模式才是完善的。食品與農(nóng)產(chǎn)品安全快檢和篩查技術(shù)與儀器目前的發(fā)展情況：
實(shí)驗(yàn)室快速檢測(cè)與篩查的技術(shù)和儀器設(shè)備
如色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀在發(fā)達(dá)國(guó)家頗受重視，一次進(jìn)樣可檢測(cè)數(shù)百種殘留物及其代謝物。多殘留分析技術(shù)與儀器在國(guó)外已成當(dāng)今主流。此外，一天可檢測(cè)數(shù)千份樣品的生物芯片分析系統(tǒng)和以新一代表面等離子共振分析儀(SPR)為基礎(chǔ)，集免疫敏感芯片、微流控、納米技術(shù)、分子印跡等新技術(shù)為一體儀器等，也己被視為當(dāng)前和未來(lái)實(shí)驗(yàn)室快速檢測(cè)和篩查儀器的發(fā)展方向。
在線在質(zhì)控技術(shù)與設(shè)備(國(guó)外常通稱為過(guò)程分析與控制技術(shù))
該技術(shù)主要用于規(guī)模化食品生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，在發(fā)達(dá)國(guó)家非常受重視，通常將其視為建立食品良好生產(chǎn)規(guī)范(GMP)和危害分析與關(guān)鍵控制點(diǎn)(HACCP)的重要環(huán)節(jié)和措施。其中所用的技術(shù)和設(shè)備，大多是各種通用分析測(cè)試技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)與儀器的派生、衍生，并作有針對(duì)性的有機(jī)整合。
快速檢測(cè)和篩查及現(xiàn)場(chǎng)速測(cè)技術(shù)與儀器
目前的快速篩查和現(xiàn)場(chǎng)速測(cè)的技術(shù)及儀器有很多，但是很成熟的不多，我國(guó)也是近幾年才有長(zhǎng)足的發(fā)展，有的已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，有的正在開(kāi)發(fā)，有的正在進(jìn)一步完善和拓展。蔣老師提出，目前有較好市場(chǎng)前景的快速篩查或現(xiàn)場(chǎng)速測(cè)的技術(shù)與儀器主要有以下十大類：
(1)免疫分析方法與儀器
免疫分析方法包括放射免疫、酶聯(lián)免疫、熒光免疫、化學(xué)發(fā)光免疫和膠體金標(biāo)免疫等。其中酶聯(lián)免疫檢測(cè)技術(shù)(ELISA)曾被AOAC(美國(guó)官方分析化學(xué)師協(xié)會(huì))列為殘留檢測(cè)三大支柱技術(shù)之一，具有高特異性、準(zhǔn)確性、簡(jiǎn)便、快速等特點(diǎn)，可用于篩查農(nóng)藥和獸藥殘留，致病菌，病毒，毒素以及轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品。目前我國(guó)已有多家企業(yè)生產(chǎn)膠體金試紙條、酶聯(lián)免疫試劑盒和配套儀器，如北京勤邦、陸橋等企業(yè)巳能生產(chǎn)出性能與進(jìn)口相近的試劑盒，品種更多且價(jià)格為進(jìn)口試劑盒的2/3-1/2。北京勤邦開(kāi)發(fā)出高通量全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析儀和一系列配套的化學(xué)發(fā)光試劑，拓展了化學(xué)發(fā)光免疫分析儀器在食品安全、疾病檢測(cè)等領(lǐng)域的應(yīng)用。
在免疫分析技術(shù)領(lǐng)域，今后應(yīng)深入研究ELI SA方法的各種影響因素，標(biāo)準(zhǔn)化、系列化生產(chǎn)各種試劑盒，并向重組抗原、多項(xiàng)目標(biāo)物、酶的定向改造和體外分子進(jìn)化等技術(shù)。
(2)基于經(jīng)典的分子光譜法的速測(cè)儀器
分子光譜法是最經(jīng)典的技術(shù)，但一般只能進(jìn)行常量或微量檢測(cè)，難于承擔(dān)痕量分析的任務(wù)。近幾年，吉大小天鵝和華廈科創(chuàng)等以分析化學(xué)為基礎(chǔ)，優(yōu)化和整合分析的方法、程序、試劑，開(kāi)發(fā)出一系列針對(duì)不同檢測(cè)目標(biāo)的多種試劑盒，以及模塊化的便攜式儀器。此外，配合樣品快速提取和富集技術(shù)，構(gòu)成了可以快速篩查與食品安全密切相關(guān)的40多種參數(shù)食品安全速測(cè)儀。這些儀器非常符合我國(guó)國(guó)情，在食品安全快速篩檢中占據(jù)一席之地。
(3)對(duì)酶的抑制法與儀器的認(rèn)識(shí)
早在1951年由美國(guó)提出，1968年由加拿大做了改進(jìn)。20世紀(jì)80年代，我國(guó)浙江大學(xué)等單位開(kāi)始研發(fā)過(guò)，發(fā)現(xiàn)其有諸多不足，故未推廣。但前些年，借某專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)的名聲，有眾多企業(yè)推出十幾種商品化儀器，并得到推廣。事后眾多應(yīng)用者和專家都發(fā)現(xiàn)，該方法只能檢測(cè)有機(jī)磷和氨基甲酸酯兩類農(nóng)藥，且對(duì)同類、不同種農(nóng)藥的抑制率差別很大，所以用統(tǒng)一的抑制率確定農(nóng)藥殘留是否超標(biāo)，必然會(huì)導(dǎo)致假陽(yáng)性或假陰性的漏檢，所以我認(rèn)為酶的抑制法是目前“不得已而采用的速測(cè)法”。該方法僅適用于基層初檢，在發(fā)現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象時(shí)，必須用標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行復(fù)測(cè)、確證，這在《農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全法》第36條第二款中有明確的規(guī)定。對(duì)于陰性結(jié)果，也應(yīng)按比例進(jìn)行抽樣，采用可靠的實(shí)驗(yàn)室儀器分析方法進(jìn)行復(fù)測(cè)和確證。
(4)生物傳感器
生物傳感器具有功能多樣、微型、智能、集成、低成本、高靈敏、高識(shí)別和實(shí)用性等特點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外高度重視，發(fā)展快、種類很多，有代表性的有：
發(fā)達(dá)國(guó)家已廣泛應(yīng)用將SPR儀與其他許多新技術(shù)強(qiáng)強(qiáng)結(jié)合，推出一批新型的快速篩查、檢測(cè)方法和儀器，典型的以BiacoreAB和美國(guó)TI及Bio-RAD為代表。Biacore將SPR檢測(cè)系統(tǒng)、生物傳感芯片、微流控系統(tǒng)等組合為一體，配以多種試劑盒，構(gòu)成用于快速篩查和檢測(cè)獸藥殘、致病菌、毒素等。我國(guó)中科院電子所崔大付研究員的團(tuán)隊(duì)已開(kāi)發(fā)出三種SPR儀。發(fā)展方向是：快速、高通量、高靈敏，進(jìn)而實(shí)現(xiàn).便攜、現(xiàn)場(chǎng)、小型甚至微型。
最近有報(bào)導(dǎo)美國(guó)采用納米技術(shù)開(kāi)發(fā)出新型生物傳感器，可快速、高靈敏度地檢測(cè)食品和水中極微量的細(xì)菌、病毒、寄生蟲(chóng)、病原體等。
微生物傳感器，其中尤以對(duì)毒性物質(zhì)具有高靈敏發(fā)光反應(yīng)的為代表的微生物傳感器。例如IS011348，即利用費(fèi)希爾弧發(fā)光菌檢測(cè)殺蟲(chóng)劑、除草劑、滅菌劑、黃曲霉、重金屬 、氰化物、毒素、硝基化合物、溴代合物等。另外運(yùn)用ATP檢測(cè)技術(shù)，即利用三磷酸腺苷與熒光素酶發(fā)光反應(yīng)，快速篩查(可現(xiàn)場(chǎng)速檢)微生物和有機(jī)物污染程度。
(5) 生物芯片系統(tǒng)、微縮芯片實(shí)驗(yàn)室和便攜式微流控芯片系統(tǒng)
此類技術(shù)具有高通量、高靈敏度和快速等特點(diǎn)，在食品安全、疾病診斷等方面的應(yīng)用給予了極大關(guān)注。我國(guó)國(guó)家生物芯片中心已開(kāi)發(fā)出用于食源性致病菌、食源性病毒和獸藥殘留等檢測(cè)的生物芯片技術(shù)平臺(tái)(儀器和試劑盒)，并將進(jìn)一步向現(xiàn)場(chǎng)速測(cè)(稱之為微縮芯片實(shí)驗(yàn)室)方向發(fā)展。與上述並列的，國(guó)際上稱之為”微流控”、”微全分析技術(shù)”，國(guó)內(nèi)常稱之為便攜式微流控芯片系統(tǒng)或稱為微全分析系統(tǒng)。
我國(guó)以往側(cè)重于化學(xué)分析的“微流控”，近幾年凸顯其在生化、食品安全、檢驗(yàn)檢疫、醫(yī)療等生命科學(xué)領(lǐng)域中具有巨大的潛在前景，國(guó)外正在大力產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)之中，如Ca1iper、Micronics&PATH、Agilent等企業(yè)，國(guó)內(nèi)有中國(guó)檢科院、浙大、吉大、中科院等有關(guān)單位在研發(fā)之中。其中中國(guó)檢科院鄒明強(qiáng)研究員的團(tuán)隊(duì)和北京博暉創(chuàng)新等已采用具有創(chuàng)新性的微膜泵驅(qū)動(dòng)、微流控、生物芯片、膜富集等新技術(shù)，開(kāi)發(fā)出微流控芯片核酸分子微全分析系統(tǒng)的樣機(jī)，成功地應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)、快速篩查食品安全和檢測(cè)疫病、動(dòng)植物檢疫、水質(zhì)監(jiān)測(cè)等。
(6) 納米材料修飾的微型化和智能化電化學(xué)傳感器
電化學(xué)傳感器具有小巧、靈敏、多樣化、高選擇性和多目稱同時(shí)速測(cè)且成本低等優(yōu)點(diǎn)，可利用特種電化學(xué)傳感器構(gòu)建食品安全快速檢測(cè)儀，當(dāng)前研發(fā)多聚焦到有關(guān)碳納米管和石墨烯傳感器的制備和產(chǎn)業(yè)化上，長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所汪爾康院士的團(tuán)隊(duì)和華東師范大學(xué)等單位，將納米技術(shù)和電化學(xué)技術(shù)有機(jī)結(jié)合，構(gòu)建了快速檢測(cè)食品中有毒有害重金屬的儀器;運(yùn)用新型納米過(guò)氧化物傳感器和納米金屬/氧化物傳感器，構(gòu)建了快速檢測(cè)細(xì)菌總數(shù)和大腸桿菌的快速檢測(cè)儀等。
(7) 激光拉曼光譜、深紫外光譜及近紅外光譜分析技術(shù)與儀器
中國(guó)檢科院等單位開(kāi)發(fā)出高靈敏度的便攜式激光拉曼光譜儀，可用于三聚氰胺的快速篩查，可進(jìn)行半定量檢測(cè);賽默飛世爾推出一款新的拉曼光譜儀，可直接穿透玻璃和塑料包裝，具有高重現(xiàn)性和高特征性。
以我國(guó)許祖彥院士首創(chuàng)的全固態(tài)深紫外線激光器為基礎(chǔ)，高強(qiáng)度激光拉曼光譜儀已在研發(fā)中;王占國(guó)院士正在研究的深紫外光致發(fā)光光譜儀;佟振合院士正在研發(fā)的深紫外光化學(xué)反應(yīng)儀，這些都有可能催生出一批快速、靈敏的速測(cè)儀。
近紅外光譜分析方面，有采用微精細(xì)機(jī)電加工技術(shù)，推出更穩(wěn)定、可靠、模塊化小巧的近紅外光譜儀;有將近紅外光譜分析與成像技術(shù)結(jié)合，構(gòu)成更直觀、快速且分辨力更髙的儀器;在近紅外光譜分析技術(shù)與儀器研發(fā)方面，我國(guó)陸婉珍院士、北京化工大學(xué)、中科院安徽光機(jī)所、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)和聚光科技等都在不斷地探索和開(kāi)發(fā)之中。
(8) 離子遷移質(zhì)譜儀(lMS)和小型化飛行時(shí)間質(zhì)譜儀(TOF-MS)
食品安全檢測(cè)的國(guó)際和國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)方法多是采用氣相和液相色譜與各種質(zhì)譜(MS)的聯(lián)用、雜交，實(shí)現(xiàn)多殘留快速分析，但是要實(shí)現(xiàn)小型、便攜和快速的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，通常的色譜儀和質(zhì)譜儀都存在困難，國(guó)外最早致力于離子阱質(zhì)譜的小型化，之后轉(zhuǎn)向研究小型化的TOF-MS和IMS。
IMS依據(jù)樣品中不同分子、離子，在大氣壓下漂移管中的特征遷移時(shí)間，進(jìn)行快速檢測(cè)，檢測(cè)限可達(dá)微秒級(jí)。IMS不需真空系統(tǒng)，裝置很小，造價(jià)不高，而靈敏度極高，可達(dá)到皮克(pg)級(jí)，采用最新檢測(cè)器可達(dá)飛克(fg)級(jí)，可區(qū)分異構(gòu)體。中科院化物所、地化所、光機(jī)所等單位在這方面已經(jīng)取得一系列成果，并具有自己的特色， IMS在生物醫(yī)學(xué)和食品安全等快速篩檢領(lǐng)域有著巨大潛力。
小型化TOF-MS分析速度快，可達(dá)微秒級(jí)，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，分辨率約為600，質(zhì)量數(shù)為500，可用于環(huán)境檢測(cè)，但與食品安全檢測(cè)要求，還有點(diǎn)距離， 不過(guò)其在食品安全領(lǐng)域的拓展應(yīng)用已指日可待。廣州禾信在這方面已取得可喜的成果，并取得”國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)專項(xiàng)”的立項(xiàng)。
(9) 飛秒激光太赫茲時(shí)域光譜儀
它是近20年才開(kāi)發(fā)，具有一系列特殊的應(yīng)用性能，己成為國(guó)際上研究、開(kāi)發(fā)、應(yīng)用的熱門。據(jù)報(bào)告，國(guó)際上有80多家高科技企業(yè)研發(fā)和銷售THZ相關(guān)產(chǎn)品，其中因其具有特殊良好空間穿透性，成為優(yōu)選強(qiáng)穿透性的成像技術(shù)，已為美國(guó)等用于安檢、質(zhì)檢、防恐、反恐等領(lǐng)域，2011年度重大科學(xué)儀器開(kāi)發(fā)專項(xiàng)中，以上海理工大學(xué)為首、已獲得側(cè)重于成像技術(shù)的立項(xiàng)。
此外，太赫茲時(shí)域光譜還對(duì)許多物質(zhì)具有良好的指紋特征和很靈敏的檢出限，所以成為非破壞性、非侵入式的新興檢測(cè)分析技術(shù)和THZ光譜儀，國(guó)外己不斷地開(kāi)發(fā)，并成為實(shí)時(shí)、現(xiàn)場(chǎng)、快速、靈敏地檢測(cè)食品、藥品、毒品、危險(xiǎn)品等極有力手段， 2004年美國(guó)政府將THZ科技評(píng)為“改變未來(lái)世界的十大技術(shù)”之一，我國(guó)政府也在2005年11月專門召開(kāi)了“香山科技會(huì)議”制定我國(guó)THZ技術(shù)發(fā)展規(guī)劃。我國(guó)對(duì)其機(jī)理、關(guān)鍵技術(shù)和部件以及在各領(lǐng)域的應(yīng)用已有很多的探索和成果，其中以首都師大“太赫茲光電子學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”、北大、上海理工大等為代表，北京大恒紀(jì)元已掌握并生產(chǎn)飛秒激光器等關(guān)鍵部件和太赫茲光譜儀商品樣機(jī)，正在升級(jí)換代。太赫茲光譜儀已取得”國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開(kāi)發(fā)專項(xiàng)”的立項(xiàng)。
(10) 實(shí)時(shí)直接分析質(zhì)譜儀(DART-MS)和便攜式質(zhì)譜儀
在環(huán)境空氣條件下，氣體經(jīng)放電產(chǎn)生激發(fā)態(tài)原子，瞬間解吸并離子化樣品表面的化合物分子，樣品可以是氣、液、固態(tài)，任何幾何形狀，無(wú)需繁雜化學(xué)處理和色譜分離，僅需簡(jiǎn)單前處理，化合物離子以質(zhì)譜或串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)。優(yōu)點(diǎn)：不僅能滿足實(shí)驗(yàn)室對(duì)樣品高通量分析，且滿足現(xiàn)場(chǎng)、直接、無(wú)損、快速、原位分析的需求。在食品安全檢測(cè)、藥品開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域有廣闊前景。目前DART和DESl已商品化。美國(guó)普度大學(xué)的著名質(zhì)譜大師R.Graham Cooks的團(tuán)隊(duì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)、便攜、個(gè)人化質(zhì)譜儀作了多年、多方面研發(fā)，并取得突破性進(jìn)展，我國(guó)近幾年如中國(guó)計(jì)量院、清華大學(xué)、聚光科技等單位都取得可喜成果。
食品安全快速檢測(cè)、篩查、在線質(zhì)控和現(xiàn)場(chǎng)速測(cè)技術(shù)與設(shè)備是許多成熟的技術(shù)、設(shè)備和許多新機(jī)理新方法的拓展、整合、衍生和嫁接。今后還將有更多新技術(shù)及更新機(jī)理、技術(shù)、工藝、材料不斷涌現(xiàn)并在實(shí)踐中得以運(yùn)用。如納米材料在一系列速測(cè)儀的傳感器、檢測(cè)器中的應(yīng)用，將極大提高其靈敏度、穩(wěn)定性;又如以分子印跡聚合物為核心的分子印跡技術(shù)具有高預(yù)定性、高識(shí)別性、高選擇性以及高穩(wěn)定性，不僅成為很好的分離富集手段，如嫁接到其他速測(cè)技術(shù)與設(shè)備中，可大大改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)與設(shè)備，中國(guó)農(nóng)科院王靜教授的團(tuán)隊(duì)和軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院髙志賢研究員的團(tuán)隊(duì)等在這方面已做了大量研發(fā)工作。
蔣士強(qiáng)指出，目前用于快速篩查與現(xiàn)場(chǎng)速測(cè)的技術(shù)與儀器很多，但技術(shù)發(fā)展成熟的并不多。我國(guó)的企業(yè)近幾年在這方面已有了較大發(fā)展，有的已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，有的正在研發(fā)中，有的還需進(jìn)一步完善和拓展。他認(rèn)為，食品安全快速檢測(cè)技術(shù)、設(shè)備是許多成熟技術(shù)、設(shè)備與新方法、新技術(shù)的整合，并在其基礎(chǔ)上的衍生和發(fā)展。今后還會(huì)有更多新技術(shù)、新方法、新工藝、新材料不斷涌現(xiàn)，大大改進(jìn)現(xiàn)有快檢技術(shù)與設(shè)備。
