食品质量安全检测中对科学仪器设备的需求

（10）经工业氢氧化钠溃泡和双氧水漂白的莲子；（11）经苯甲酸纳+吊白块+硫磺加工过的金针蘑；不足50%，符合标准的仅19个厂家20个产品。主要问题是掺杂、掺假，掺人糖浆、食糖、蔗糖、白糖再加香精、调稠剂、色素、甚至硫酸等。蜂蜜市场是“假做真时真亦假”，一位老大爷吃了十多年的掺假蜜，有一次偶然买了真蜜、竟说不对味，要求鉴别。

监别食品伪劣的检测技术很多，中国农科院张萍研究员和中国农大严衍禄教授等人，充分运用近红外光谱中丰富的信息，近年来应用近红外光谱分析技术鉴别食品中假、冒、伪、劣问题进行大量实验研究颇有进展。运用化学计量学处理数据，用聚类分析和模式识别等手段、确定样品间的一致性程度和归属关系，鉴别食品真伪和掺假，很有效、很快速和方便。已积叠了大量实验资料和方法。

2食品、农产品安全检测中对科学仪器的需求按农药残留化学组分和结构划分，其所需分析检测仪器设备如下：广泛采用配以电子捕获检测器气相色谱仪（GC-ECO），使用毛细管柱，具有高灵敏度、高分离、定量准确等优点。当基质或成分较复杂时，根据GC的保留时间很难定性，则要用质谱检测器、借助选择离子检测（SIM）模式来定性，即使用气/质联用仪（GC仪。

广泛使用配以火焰光度检测器或氮磷检测器的气相色谱仪（GC-FPD或GC-NPD或GC-ECD），为了准确定性，也常用GC-MS仪。对于高沸点或热不稳定性的有机髹农残，应该用配以紫外一可见光检测器的液相色谱仪（HPLC-UV）。美国A0AC有机磷农残的检测标准方法、使用HPLC.近年来也有使用液/质联用仪（LC-MS）进行有机磷多残留分析。

对于热稳定性较高的氨基甲酸酯农残，虽可用气相色谱仪检测（GC-FID/NPD/ECD），但大多氨基甲酸酯农药热稳定性差，所以广泛采用柱后衍生、配用荧光检测器的液相色谱仪（HPLC-FLD）。对于农产品和土壤等基质复杂样品、HPLC的峰分离有诸多困难，所以近年来以液/质联用仪（LC-MS）作为优选的现代科学仪器20074手段。

广泛采用带电子俘获检测器的气相色谱仪（GC-ECD），也有用HPLC-UV，而确证则采用GC-NPD）作为检测仪器，也常采用HPLC以弥补GC的不足，并用配有APCL源的HPLC-MS和GC-MS-MS用于确证。

当今农药多残留检测得到世界发达国家高度重视，近年我国也公布实施了8个农药多残留检测的国-2006蜂蜜、水果和果酒中497种农药多残测定；GB/T19648-2006果和蔬菜中500多残留测定；GB19649-2006谷物中475农药多残留测定；GB/T19650-2005动物组织中478农药多残留测定；GB/T20769-2006水果和蔬菜中405种农药多残留测定；GB/T20770-2006粮谷372种农药多残留测定；GB/T20771-2006蜂蜜、果汁和果酒中420种农药多残留测定以及GB/20772-2006动物股肉中380种药多残留测定。所用的样品前处理技术方法各异，但所用的仪器均为GC-MS或LC-MS-MS，同时检测多种农药残留。

兽药大致可分15类，检测各类兽药残留的方法和仪器有同有异，现分述如下：（1）检测P―内酰胺类抗生素残留的仪器绝大多数检测该类抗生素的残留采用HPLC，但残留物的确证主要靠LC-MS和LC-MS-MS，以取代以往曾使用过的GC-MS仪器。）检测氨基糖昔类抗生素残留的仪器-ECD仪器外，绝大部分该类抗生素的残留检测靠HPLC-FLD.LC-MS-MS主要用于牛奶样品中抗生素残留的确证。

以前曾用薄层色谱（TLC）和GC，现今均被HPLC替换了。其中有些抗生素可用GC-MS检测和确认，绝大多数需用LC-MS-MS检测和确证。

采用杯碟法准确、经济，但无法分辨结构，所以当今均采用杯碟筛选出阳性样品，再用HPLC和LC-MS-MS确证。

由于法规要求检测灵敏度为ljJLg/kg，其检测可用微生物抑制法筛选，用酶标仪配合检测试剂尽管曾用过TLC仪和荧光光谱仪（FID）及GC仪，但目前一般都用HPLC-FID/UV、HPLC-MS和HPLC-MS-MS仪进行定性和定量。

（8）检测硝基咪唑类残留的仪器-MS（NCI）检测，但是大多还是靠HPLC-UV和HPLC-MS-MS检测和确证。

（9）检测硝基呋喃类残留的仪器-UV仪检测，因灵敏度不高，且不能定性，所以现已改为用HPLC-MS和HPLC-MS-MS.（10）检测激素与其他生长促进剂残留的仪器以往曾用FID和HPLC，但因灵敏度低，当今已改为常用GC-MS仪，并进一步过渡（11）检测甲状腺抑制剂残留的仪器常用的仪器从HPLC和TLC仪，进一步过渡到采用GC仪。

-受体激动剂残留的仪器-UV/FLD/PAD/电化学检测器，也可用GC-MS，毛细管电泳仪（CE）和HPLC仪0以及ELISA仪。

综上所述，AOAC、CAC、欧盟、日本等国外标准以及我国的国标，农药和兽药残留检测中所需的科学仪器，以及我国产业状况大致可归纳为：（1）农残检测的主要仪器是配有各种检测器的GC，辅以HPLC，并用GC-MS定性和确证。

（3）兽药残留检测仪器设备比农残检测仪器的挡次要求更高，一般用LC或GC-MS检测，进一步用LC-MS和LC-MS-MS定性和确证。

-MS的高端-MS方面取得了长足进步。例如北京东西电子、上海精科、天美、伍丰、温岭、北分、依利特等等家的产品虽与上述国际名牌还有些差距，但我确信很适用于县及地（市）级食品安全的初步定性、定量检测。这是一个广阔的市场，我衷心期望国产仪器在这方面大有作为。

3）检测有毒有害元素及其价态分析的仪器*经典的是采用原子吸收光谱仪（AAS），配上火焰和石墨炉可检测元素痕量级的水平。近几年来具有我国自主知识产权的原子荧光光谱仪（AFS），用于检测砷、铅、汞、锡、砸、锗、锑等元素，具有灵敏度高、检出限低、可多元素同时检测，且价廉等优点。近几年来，电感耦合等离子发射光谱一质谱联用仪（ICP-MS），以具有极高的灵敏度，检出限可达ng/ml级水平引起重视。

鉴于同一种元素价态（形态）不同，毒性差异很大，所以近年来对元素价态分析检测很受关注，国外多采用HPLC-AAS、GC-AAS、HPLCICP-MS以及CE-ICP-MS仪，后二种联用技术与仪器虽相当**，但价格贵。近几年我国研发成功并已批量生产的LC-AFS联用仪，灵敏度、检出限均能满足农产品、食品安全检测的要术，且价廉。

（a）AAS的国外著名生产厂家为：Thermo、perkinElemerNShimazu、Varian、jenaAG等。国内有普析、东西电子、瑞利、上海精科、上海光谱、天美等。

等；国内尚无批量生产的厂家。

（c）AFS目前只有我国生产，著名厂家为吉天、海光、瑞利等，其中吉天还生产LC-AFS，即元素价态检测仪。

我认为食品安全检测中、有毒有害元素检测基本上可用国产仪器替代进口仪器了，尤其元素价态分析和县、地（市）级食品安全质检站，国产此类仪器完全能满足要求。

4）致病菌检验和细菌鉴定的仪器至今细菌鉴定、检验的方法有三大类：传统方法、传统法基础上的数值化方法、化学及分子生物学的方法，每一类又派生出几种方法及检验仪器。我国以往多用传统的方法，俗称培养法，即细菌培养后根据镜检其形态特征和分析其生理及代谢特征检验细菌。

近几年来，我国已大量引进国外20世纪90年代以后推出的新方法和仪器，应用较广的是：（1）根据不同细菌对不同碳源的代谢利用率进行自动鉴定和检验，这属于数值化方法和仪器，如API、ATB、VITEK等系统。

（2）利用抗原和抗体间专一性结合、免疫反应，进行致病菌检验，其中以酶联荧光免疫分析（ELFIA）为代表，如VIDAS系统。

（3）运用基因检测技术检测病原菌，如杜邦公司开发的BAX系统可用于进行菌种鉴定、分型，RP（Ridopvinter）系统用于溯源。

（4）根据不同细菌都具有特征性的脂肪酸图谱进行细菌鉴定，如安捷伦公司开发的系统。

的致病菌检验系统，如Biacore系统。

（6）基于生物芯片为平台，使用致病菌检测试剂盒，检测致病菌的系统，如我国博奥生物公司开发出来的可检测12种食源性致病菌的生物芯片检测系统。

致病菌检验和细菌自动鉴定系统的国外著名生Heailhcare和Biacore等；国内以往尚无正式生产厂家，只有抑菌圈测定仪的厂家，这是一个极大缺陷。

可喜的是2000年以来博奥生物公司（生物芯片国家工程中心），推出了生物芯片检测系统，另外中科院电子所也推出了SPR系列产品。需知从世界范围讲，致病菌引发的食品中毒案例，是食品安全中的首位，所以期待着有更多的国产仪器推出、并占领这一巨大的市场。

转基因农产品的检测，就是检测农产品中是否有外源基因，其实是检测启动子、终止子、标记基因片断、目的基因片断、外源基因转录产物的丰度等。就方法而言，又分为基因水平的检测（各种PCR扩增、定性、定量方法和基因芯片技术）和基因转录水平检测（酶联免疫吸附反应技术、蛋白芯片技术以及Sou-then杂交Westen印迹法等），主要使用仪器按检测程序分三部份试剂盒、微量移液器、离心机、振荡器、水浴锅等。

定性PCR扩增仪以及混合液，保真DNA聚合酶，试剂盒等。

（3）分离、分析、检定的仪器设备现代科学仪器2007核酸电泳系统、成像分析、核酸（蛋白）测定仪、自动电泳分析系统、酶标仪、洗板机、定量PCR仪等。

-LifeSciences、GE等；国内尚无完整生产上述仪器的厂家，这也是一个缺陷。

6）食品、农产品安全速测技术与仪器为确保食品安全，极需能从生产环节、流通环节、并至消费环节都能现场、快速、准确地检测农（兽）药等化学残留物、致病菌、有毒有害元素、毒素等。现场（便携）、快速、准确为速测仪的特点，发达国家将其视为源头快速筛查的手段予以重视。对于我国农产品、食品生产企业（者）数量大、规模小、分散的状态，而且生产者法治和躜律意识很弱的当今，速测仪有着特殊意义，虽然速测技术的原理和仪器很多，但是至今在我国已产业化、商品化的和成熟仪器不多。现例举以下四大类仪器的状况。

包括放免、酶免、荧光免、化学发光免和胶体金标免等等。20世纪90年代以来，农残酶免疫检测技术得到迅速发展，美国A0AC已将其与气相色谱、液相色谱并列为农残检测三大支柱技术，在国外应用相当广泛。酶联免疫法（EUSA）由于具有高度特异性、准确性、快速、不仅能检测农药和兽药残留，也能检测致病菌、毒素以及转基因检测，应用范围广，其检测仪器主要是酶联免疫仪（酶标仪）和洗板机、产品很成熟，我国已有多家厂商生产，如雷勃、上海三科、北京拓普等。该方法在国内尚未能得到广泛使用的原因，我认为是进口试剂盒这种消耗品太贵，而国内又处在研发和试用阶段，未能形成商品化。

今后宜深入研究EUSA方法的各种影响因素，并向重组抗原、多项目标物、酶的定向改造和体外分子进化以及自动化酶联免疫技术方向发展。

（2）应对生物传感器和分子印迹技术等新的速测技术予以篼度关注。

生物传感器具有功能多样化、微型化、智能化、集成化、以及低成本、高灵敏性、篼识别性和实用性特点，引起国内外高度重视。生物传感器种类很多，其中发表*快、且已广泛应用的是表面等离子谐振（SPR）生物传感器，具有灵敏、快速、无需标记、便捷，实时等优点。有国外以瑞典的BiacoreAB和美国TI为代表。Biacore公司将SPP检测系统、生物传感芯片、微流控系统等组合在一起，配以不同试剂盒，构成用于快速筛查和检测兽药残、致病菌、毒素的系统。

我国中科院电子所已开发出三种SPR仪。SPR仪的发展方向是：高通量、陈列化、高灵敏度和便携、小型、微型二个方面。分子印迹技术发展也很快。这些技术以及再加上免疫分析技术、相互进行强强结合，将会推出一批新型的食品安全快速检测技术与仪器，例如分子印迹技术与SPR结合等。

（3）生物芯片及微缩芯片实验室用于检测技术的生物芯片系统具有高通量、高灵敏度和快速等特性，国际上对其应用于食品安全、疾病诊断等方面予以极大关注。我国北京国家生物芯片中心等单位近几年来取得了长足的进步，已开发并生产食源性致病菌检测、食源性病毒检测和兽药残留检测的生物芯片技术平台（仪器和试剂盒），目前暂适用于实验室，将进一步面向现场、速测、并向微缩芯片实验室方向发展。

（4）对酶的抑制法与仪器应用确切的认识国内曾把国外不大推崇的酶抑制法和仪器首推为速测技术和仪器。其实该方法与仪器早在1951年已由美国P、A，Giang首先提出，1968年加拿大的C、E、Mendza作了改进，我国20世纪80年代也着手研发过。近几年在确保食品安全的热潮中，已有十几种商品化仪器推出，并得到了推广，其原理是有机磷和氨基甲酸醋农药对乙酰胆碱酯酶和羟酸脂酶都有强抑制作用，用比色法测定反应产物和显色剂反应后的颜色，即可检测有机磷类和氨基甲酸酯类农残。该方法的检出限大多在mg/kg水平，有的可达jxg/kg水平。但鉴于该方法只能检测上述二类农药，而且对同类而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，必然会产生假阳性或假阴性的漏检，所以可说是当前“不得已而采用的速测法”。它仅适用于基层初检，发现在超标现象时，必须用更可靠的标准方法复测、确证，对于阴性反应（不超标）的农产品也应按比例抽样，用可靠的方法复测和确定。对快速检测方法的应用，在《农产量质量安全法》第36条第二款有明确的界定。

7）检测农产品品质和营养成份的仪器各种农、牧、渔业产品除了各自特需的品质检测仪器外，大量是通用的品质检测仪器，主要有：（1）定氮仪（氮/蛋白质测定仪），以往多用凯氏定氮仪，近几年已起用快速的杜马斯定氮/蛋白质测定仪。

（7）食品安全快速分析仪系列（测定亚硝酸盐、30甲醛、吊白块、二氧化硫、过氧化值和农药残等等）。

以上几种仪器的国外主要生产厂家为福斯、布奇、布鲁克等。近几年来国内也有生产厂家，如上海纤维仪器厂、生产前3种仪器，而近红外农产品品质分析仪、牛奶，果汁分析仪，我国已开发出好几个产品，性能较好，软件功能更符合国情且价廉，我国聚光科技一英贤等厂家正在实施产业化。糖份（糖度）检测仪表即旋光仪，以上海精料生产的性能好、价廉，已对外出口。吉大小天鹅开发和生产一系列农产品、食品质量安全速测仪。

（8）氨基酸分析仪。国外著名生产厂家有日立、德国的SYKAM和AMINO等。

8）样品前处理的仪器设备食品质量安全检测是在极复杂的基质中（样品中），检测pg、ng级残留物和污染物，传统的样品前处理技术已成为瓶颈，甚至无能为力，所以一系列新技术、新设备已很快地推广开来，并有取代传统技术设备的趋势。这些仪器设备有：-PAK，如今已有众多厂家提供各种类型、采用各种吸附剂、适用于检测不同组分的产品。应用SPE技术进行样品的萃取、纯化、富集已很成熟，国内的产品和使用将很快普及。

不需要溶剂、集萃取、纯化、浓缩等功能为一体的、小巧、简便。易于和其他分析仪器直接联用的SPME技术是20世纪80年代加拿大学者Pawlizyn开发的。1994年美国召开**次SPME技术开讨会，Varian和Supelco公司推出了SPME全自动采/进样方法。现已推出整套全自动固相微萃取装备。

该技术于2000年首次提出，优点是不必进行组织匀浆、沉淀、离心、pH值调节、样品转移等传统方法，将样品与键合固体萃取体混合和研磨、装柱，样品组织细胞破碎后的待测组分通过扩散进人键合的有机相，再选择不同溶剂淋洗柱子，即可将待测组分逐一洗脱下来，完成萃取和纯化的全过程。

其原理是利用超临界流体中不同组分溶解度不同，且在不同压力状态下溶解能力会发生变化，故改变萃取剂流体的压力，即可将不同组分逐一萃取出来。优点是不使用有机溶剂、简便、高效、快速、选择性强、便于和GC、LC等分析仪器联机，但尚待克服的是样品中含有羟基和羧基等基团时，萃取较困难。

利用多孔物质、依据不同组分的分子大小的形态不同进行分离、萃取和纯化。它是移植于凝胶色谱分离和分析技术。优点是纯化容量大、回收率也较高，易于和其他分析仪器联机。有待克服的是该装置需小型化、专用化、简便化、减少溶剂用量和降低柱子成本等。

除上述之外，其他如微波消解萃取仪、微孔液膜萃取、纳米富集材料等新技术，以及顶空、吹扫捕集、全自动加温加压快速溶剂萃取仪等等，都将会在食品、农产品安全检测中发挥作用。这些样品前处理的仪器设备在我国都已完成研发任务，通过了成果验收，有的已进入产业化示范，已能提供性能接近国外产品的正式产品如：微波消解萃取仪和快速溶液萃取仪、凝胶渗析萃取仪、顶空进样器等在国内已投入批量生产（上海光谱、新仪、北京瑞利、丰杰华信、成都科林等厂家）。样品前处理设备是属需求量大、面广的产品，盼望尽速形成产业化规模。

9）实验室必备的中小型仪器设备以往我国建设实验室时，仅注意大型仪器设备而忽视必备的中小型常用的配套仪器设备，造成只有一个发达的头脑，而没有灵巧的四肢，结果可想而知。

在此特别提醒对此要充分关注。这些中小型仪器设备依不同检测任务和功能要求，应针对性地配备。现例举如下：通用型的可见光/紫外光谱仪、酸度计、样品粉碎磨、电子天平，加液器、移液器、振荡器、纯水器、旋转蒸发仪、恒温水浴、生化培养箱、干燥箱、加热板、离心机、搅拌器、消毒锅、均质器、超静台、纯水器、冰箱、冰柜、样品柜以及与任务适配的显微镜等等。这些中小型仪器设备，我国有许多企业生产，性能也大有提升，已能基本满足实际要求，应侧重提高国产品性能，甚至外观。

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