我國快速檢測儀器主要是應(yīng)對食品**監(jiān)管、室內(nèi)空氣和飲用水**的檢測,國外的快速檢測儀器主要檢測**、毒品和一些危險(xiǎn)品。食品**快速檢測是指包括前處理在內(nèi),可以在短時(shí)間內(nèi)取得檢測結(jié)果,稱之為快速檢測?？焖贆z測儀器因其應(yīng)用目的、要求和場合的不同,分為實(shí)驗(yàn)室快速檢測、現(xiàn)場快速檢測和在線快速檢測三大類儀器。國外在此方面起步比較早,發(fā)展比較快,許多產(chǎn)品較成熟,且部分已商品化。

    近年來,三聚氰胺事件、瘦肉精事件以及層出不窮的地溝油事件,不斷挑戰(zhàn)著社會(huì)大眾的底線,食品**問題也逐漸得到了更多人的關(guān)注。因此,食品檢測成為保障食品**的一道堅(jiān)實(shí)防線,受到了政府部門的高度重視。

    快速檢測技術(shù)及儀器從20世紀(jì)80年代*早的紙片發(fā)展到當(dāng)今的便攜式儀器,從幾個(gè)項(xiàng)目的檢測發(fā)展到現(xiàn)在的幾百個(gè)項(xiàng)目的檢測,成果可觀。在我國,近年來也涌現(xiàn)出一批科研院所及廠家研發(fā)和生產(chǎn)快速檢測儀器。

實(shí)驗(yàn)室快速檢測儀器

    實(shí)驗(yàn)室快速檢測是指利用一切可以利用的實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備快速定性和定量。理化方法一般在2 h內(nèi)能夠出結(jié)果的即可視為快速檢測。微生物快速檢測與常規(guī)檢測相比,能夠減少1/2或1/3的時(shí)間,且有判斷性意義的結(jié)果即可視為快速檢測。酶聯(lián)**法一般能夠在3~4 h得出結(jié)果,也算是快速檢測。實(shí)驗(yàn)室的快速檢測嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)范開展檢驗(yàn),著重于挖掘現(xiàn)有設(shè)備潛力、更新儀器設(shè)備以及改變樣品前處理的方式,實(shí)現(xiàn)快速篩查的目的,故其有別于實(shí)驗(yàn)室常規(guī)檢測。高效的前處理方法是快速分析檢測的關(guān)鍵,傳統(tǒng)的樣品前處理方法有液-液萃取、索氏提取、蒸餾、離心、沉淀分離和離子交換等,這些方法都比較費(fèi)時(shí)、費(fèi)力而且不易達(dá)到自動(dòng)化操作。近年來,一些**的樣品前處理技術(shù)如固相萃取、磁性固相萃取、固相微萃取、聚合物整體柱微萃取等得到了迅速發(fā)展,這些前處理技術(shù)能夠滿足快速、高選擇性、樣品使用量少、試劑消耗少、自動(dòng)化程度高和環(huán)境友好的要求,與氣相色譜及其聯(lián)用、液相色譜及其聯(lián)用、質(zhì)譜等實(shí)驗(yàn)室儀器相結(jié)合,達(dá)到了快速檢測食品中農(nóng)藥殘留、食品添加劑、獸藥殘留、重金屬等項(xiàng)目的目的。如毛細(xì)管電泳儀以其樣品處理簡單、多組分同時(shí)測定、快速、自動(dòng)化及越來越低的檢出限,被廣泛應(yīng)用在食品農(nóng)藥獸藥殘留、非法添加劑、生物**等方面的檢測。

    另外,實(shí)驗(yàn)室快速檢測儀器—PCR(polymerase chain-reaction,聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng))儀及實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀由于從樣品前處理到PCR擴(kuò)增及得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果24 h內(nèi)完成,具有簡便、快速、敏感性高、特異性強(qiáng)和對標(biāo)本的純度要求低的優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于微生物檢測等領(lǐng)域。自從1996年美國ABI公司推出了將擴(kuò)增和檢測融為一體的實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀后,很多公司如德國的Eppendorf、瑞士的ROCHE和美國的MJ等都先后推出了款式不同的定量PCR儀。實(shí)驗(yàn)室快速檢測儀器還有一類是不需要前處理的,如近紅外光譜儀、拉曼光譜儀和核磁共振譜儀,由于其無損、快速的特點(diǎn)與優(yōu)勢,儀器制造廠商將其開發(fā)為便攜式儀器,已經(jīng)逐漸從實(shí)驗(yàn)室走向現(xiàn)場檢測。

現(xiàn)場快速檢測儀器

    現(xiàn)場快速檢測儀器是利用檢測現(xiàn)場一切可以利用的手段快速定性與半定量?，F(xiàn)場快速檢測是食品**監(jiān)管人員的有力工具,實(shí)現(xiàn)大量樣品的快速篩查,成為實(shí)驗(yàn)室常規(guī)檢測的排頭兵。

農(nóng)藥殘留的快速檢測儀器

    農(nóng)藥殘留快速檢測方法主要包括酶抑制法(enzyme inhibition method, EM)、**分析法、生物傳感器和表面增強(qiáng)拉曼光譜法等,基于這些方法現(xiàn)已涌現(xiàn)出多種農(nóng)藥殘留快速檢測儀器。

基于酶抑制法的農(nóng)藥殘留快速檢測儀在篩查和檢測果蔬農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留中正發(fā)揮著重要的作用。近年來,農(nóng)藥殘留快速檢測儀器產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,長春吉大·小天鵝、天邁生物科技、廈門歐達(dá)、北京東西等儀器廠家先后研制出40余種具備農(nóng)藥殘留快速檢測功能的快速檢測儀器。盡管酶抑制法農(nóng)藥殘留快速檢測技術(shù)的應(yīng)用受到一定局限,但基于酶抑制原理的速測卡和速測儀現(xiàn)已廣泛應(yīng)用在我國快速檢測有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留的現(xiàn)場,成為農(nóng)藥殘留快速檢測的主流技術(shù)。

酶聯(lián)**吸附測定法(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)試劑盒是基于**分析法開發(fā)的產(chǎn)品,在農(nóng)藥殘留快速檢測中得到廣泛的應(yīng)用。近些年,我國對酶聯(lián)**吸附測定法開展了大量研究,也涌現(xiàn)出一批ELISA試劑盒及配套儀器的生產(chǎn)廠家,有北京勤邦、江萊生物、北京陸橋、基因美、普析通用、維德維康、智云達(dá)等企業(yè),他們已能生產(chǎn)出性能與進(jìn)口試劑盒相近,品種更多且價(jià)格便宜的產(chǎn)品。在ELISA試劑盒的研發(fā)中,制備特異性的抗體至關(guān)重要,因非特異性的抗體會(huì)造成檢測結(jié)果的假陽性。

生物傳感器是基于對生物物質(zhì)敏感并將其濃度轉(zhuǎn)化為電信號(hào)、光信號(hào)等信息來進(jìn)行檢測的儀器,它具有高靈敏、高識(shí)別、微型化和集成化等優(yōu)點(diǎn),成為當(dāng)前食品**快速檢測領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。生物傳感器應(yīng)用范圍較廣,大多應(yīng)用于檢測農(nóng)藥殘留和獸藥殘留,其中,酶生物傳感器和**生物傳感器主要應(yīng)用在農(nóng)藥殘留快速檢測中。如我國中科院研究生院應(yīng)化所的課題小組采用乙酰膽堿酯酶生物傳感器為電極與單片機(jī)結(jié)合**研制了在常溫下進(jìn)行快速測定的掌上型有機(jī)磷農(nóng)藥殘留檢測儀,并能在l0-7 mg/mL時(shí)即報(bào)警。

便攜式拉曼光譜儀是利用表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)來完成食品中農(nóng)獸藥殘留、非法添加物等的快速檢測,并可以進(jìn)行定量分析,同時(shí)由于檢測方法簡便快速、檢測費(fèi)用低、檢測系統(tǒng)便攜,便于在現(xiàn)場使用。目前,市場上的拉曼光譜儀大多是便攜式的拉曼光譜儀,我國重點(diǎn)生產(chǎn)企業(yè)有煙臺(tái)富耐立儀器、杭州合眾環(huán)境、蘇州歐普圖斯、北京盈安科技、蘇州申貝儀器等。部分高校也自主研制了用于科學(xué)研究及教學(xué)的便攜式拉曼光譜儀,如浙江大學(xué)研制了一臺(tái)RS-1便攜式拉曼光譜儀,并提出了光譜預(yù)處理改進(jìn)算法;蘇州大學(xué)利用全息帶阻濾光片和凹面光柵組裝了一臺(tái)**便攜式拉曼光譜儀,有效過濾了瑞利散射光,具有結(jié)構(gòu)簡單、雜散光少、降低成本等優(yōu)勢。

獸藥殘留的快速檢測儀器

   獸藥殘留快速檢測儀器有酶標(biāo)儀、膠體金讀數(shù)儀等,此類儀器采用**學(xué)原理,可快速檢測各類食品中的**興奮劑類殘留、***類殘留、呋喃類殘留、磺胺類殘留和****類等項(xiàng)目。

酶標(biāo)儀與酶聯(lián)**試劑盒配套使用,采用酶聯(lián)**吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)進(jìn)行檢測,進(jìn)口的酶標(biāo)儀有美國biorad的imak酶標(biāo)儀、美國biotek的ELX800多功能酶標(biāo)儀、美國thermo的MK3全自動(dòng)酶標(biāo)儀、英國Biochrom Anthos的2010酶標(biāo)儀、奧地利TECAN的Infinite?M1000、F50酶標(biāo)儀等;國產(chǎn)商品化產(chǎn)品也有多款,如北京普朗公司的DNM-9602G質(zhì)控酶標(biāo)儀、山東博科的BIOBASE-EL10A酶標(biāo)儀、上?？迫A的KHBST-360酶標(biāo)儀、深圳雷杜的Rayto RT-6000酶標(biāo)儀等。酶聯(lián)**試劑盒包括磺胺類、氨基糖苷類、呋喃類、氟喹諾酮類等。

   金標(biāo)讀數(shù)儀與膠體金試紙配套使用,是根據(jù)膠體金試紙顏色深淺變化可快速、準(zhǔn)確檢測項(xiàng)目含量,具有靈敏度高、特異性強(qiáng)、簡便、快速等特點(diǎn),非常適用于獸藥殘留的現(xiàn)場快速檢測。目前國內(nèi)外均已經(jīng)有相當(dāng)成熟的利用**學(xué)分析法的試紙條,如美國的Charm開發(fā)了**紙色譜膠體金試紙條ROSA系列,用于牛乳中各種***的檢測;程華等選用STM32F103VC單片機(jī)作為核心部件,通過顏色識(shí)別傳感器TCS3200采集數(shù)據(jù),研制出了膠體金**層析試紙條定量分析儀,能夠?qū)Χ喾N膠體金**層析試紙條進(jìn)行定量分析。

微生物的快速檢測儀器

   ATP (adenosine-triphosphate, ATP)熒光檢測儀(**檢測儀)是快速檢測**總數(shù)的便攜式儀器,它利用熒光素-熒光素酶體系使ATP反應(yīng)產(chǎn)生熒光的原理,實(shí)現(xiàn)了**總數(shù)的快速檢測。ATP生物發(fā)光法因其方便、快捷、靈敏度高等特點(diǎn),被廣泛推廣。從20世紀(jì)90年代開始,國外就已經(jīng)開始ATP檢測技術(shù)的研究并開發(fā)出ATP熒光儀,如美國Hygiena公司的Pi-102食品檢測ATP熒光儀、SUREⅡ型生物熒光儀,美國NHD公司的Profile-1熒光檢測系統(tǒng),德國Merck公司的HY-LITE熒光檢測儀等;我國西安天隆從2005年開始進(jìn)行手持式ATP熒光檢測儀研制,并且研發(fā)出國內(nèi)首臺(tái)手持式ATP熒光檢測儀。隨著國內(nèi)實(shí)際需求的變化, ATP儀的生產(chǎn)廠家也逐步增加,代替了進(jìn)口儀器的份額,如濱松光子公司的BHP系列ATP熒光快速檢測儀,格丹納公司的BF-210ATP快速檢測儀等。手持ATP熒光檢測儀能夠快速、準(zhǔn)確地檢測出**總數(shù),成為樣品中有無微生物的**儀器,但無法對**種類進(jìn)行辨識(shí),因此,現(xiàn)場檢測微生物往往與PCR儀配套使用?，F(xiàn)場PCR儀具有靈敏性好、特異性好,能夠快速區(qū)分微生物的類、型及亞型的優(yōu)勢,應(yīng)用于食品工業(yè)、出入境食品的檢驗(yàn)檢疫,不過目前現(xiàn)場便攜式的PCR儀生產(chǎn)廠家較少,所知的僅有韓國Ahram Biosystems, Inc.公司研制出PalmPCR掌上PCR儀。

重金屬的快速檢測儀器

    根據(jù)食品中重金屬的快速檢測方法,目前已開發(fā)出的儀器有基于**學(xué)原理或是酶抑制原理的生物類儀器和基于電化學(xué)法的理化類儀器。生物類儀器如果蔬污染物三合一便攜式檢測儀,是北京農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測與農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測技術(shù)研究中心與韓國美卡希斯有限公司利用酶抑制原理**研制的。理化類儀器如江蘇天瑞儀器基于陽極溶出法自主研發(fā)了HM-7000P便攜式食品重金屬快速分析儀;西北工業(yè)大學(xué)趙廷凱和李鐵虎團(tuán)隊(duì)采用電化學(xué)方法,選取碳納米管與殼聚糖納米復(fù)合材料當(dāng)作電極材料,簡單快速地檢測牛奶中的三聚氰胺。

在線快速檢測儀器

    在線快速檢測儀器主要用于食品生產(chǎn)過程中的實(shí)時(shí)監(jiān)測和過程分析。如Foss福斯華的在線近紅外分析儀,基于在線檢測的特點(diǎn),已應(yīng)用到飼料生產(chǎn)、黃油、奶酪等流質(zhì)測量等領(lǐng)域。喬佳等結(jié)合快速氣相色譜技術(shù)和飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù),研制出一種小型化在線式的快速氣相色譜飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用儀,應(yīng)用在過程監(jiān)測中,該聯(lián)用儀器由廣州禾信自主研發(fā)。另外,近幾年核磁共振(nuclearmagnetic resonance, NMR)技術(shù)在食品領(lǐng)域研究成果頗多,**為*有前途的過程分析技術(shù)之一。核磁共振在線分析儀已廣泛應(yīng)用在食品加工過程中的食品成分和結(jié)構(gòu)的快速分析。