模塊一

快速檢測(cè)技術(shù)分類(lèi)掌握食品安全快速檢測(cè)的基本技術(shù)類(lèi)型。熟悉化學(xué)比色法檢測(cè)試劑、ELISA試劑盒、膠體金試紙條構(gòu)建的一般原理了解生物芯片、生物傳感器在食品安全快速檢測(cè)中的意義和優(yōu)勢(shì)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)和重點(diǎn)項(xiàng)目一理化快速檢測(cè)技術(shù)一、

化學(xué)比色技術(shù)化學(xué)速測(cè)法主要是根據(jù)有機(jī)磷農(nóng)藥的氧化還原特性。有機(jī)磷農(nóng)藥（磷酸酯、二硫代酸酯、磷酸胺）在金屬催化劑作用下水解為磷酸及醇等，水解產(chǎn)物和檢測(cè)液反應(yīng)，使檢測(cè)液的紫紅色褪去變成無(wú)色。化學(xué)比色技術(shù)是利用迅速產(chǎn)生明顯顏色的化學(xué)反應(yīng)檢測(cè)待測(cè)物質(zhì)，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)比色卡相比較進(jìn)行目視定性或半定量分析。1化學(xué)速測(cè)卡

目前比較常用的化學(xué)比色方法包括各種檢測(cè)試劑和試紙，兩者檢測(cè)原理相同，在試紙上進(jìn)行反應(yīng)就是把化學(xué)反應(yīng)從試管里移到濾紙上進(jìn)行，按反應(yīng)本質(zhì)說(shuō)，都是利用迅速產(chǎn)生明顯顏色的化學(xué)反應(yīng)定性或定量檢測(cè)待測(cè)物質(zhì)?；瘜W(xué)比色分析法測(cè)定樣品，主要是通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較，進(jìn)行目視定性或半定量分析。2化學(xué)速測(cè)儀

隨著檢測(cè)儀器的不斷發(fā)展，與其相配套的微型檢測(cè)儀器也相應(yīng)出現(xiàn)。與試劑檢測(cè)方法相配套的微型光電比色計(jì)目前已發(fā)展的比較成熟，

適用范圍

主要用于果、蔬、茶、糧食、水及土壤中有機(jī)磷和氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥的快速檢測(cè)，特別適用于農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)站的快速檢測(cè)，果蔬生產(chǎn)基地和專(zhuān)業(yè)戶(hù)采摘前田間地頭檢測(cè)，農(nóng)貿(mào)批發(fā)銷(xiāo)售市場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，酒樓、食堂、家庭果蔬茶加工前安全檢測(cè)。檢測(cè)原理

便攜式農(nóng)藥殘留速測(cè)儀是根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法GB/T5009.199-2003速測(cè)卡法（紙片法）而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的儀器。儀器的檢測(cè)原理是利用速測(cè)卡中的膽堿酯酶可催化靛酚乙酸酯水解為乙酸和靛酚，由于有機(jī)磷和氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥對(duì)膽堿酯酶的活性有強(qiáng)烈的抑制作用，因此，根據(jù)顯色的不同，即可判斷樣品中含有機(jī)磷或氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥的殘留情況。注意事項(xiàng)①本方法是生物化學(xué)反應(yīng)，應(yīng)盡可能避免一些物理和化學(xué)因素對(duì)酶活性的影響。②果蔬農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)卡,是用對(duì)農(nóng)藥高度敏感的酶和基質(zhì)做成的卡片，可以快速檢測(cè)蔬菜中有機(jī)磷和氨基甲酸酯這兩大類(lèi)用量較大、毒性較高的農(nóng)藥的殘留情況，選用的酶對(duì)農(nóng)藥敏感，抗干擾性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)便，可以不需要配制試劑，不需要專(zhuān)業(yè)的技術(shù)培訓(xùn)，任何儀器設(shè)備單獨(dú)使用，也可配套農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)儀使用，提高檢測(cè)效率。產(chǎn)品容易貯存，攜帶方便，是做現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的最佳方法。二、

酶抑制技術(shù)酶抑制技術(shù)是利用有機(jī)磷和氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥抑制膽堿酯酶（ChE）的特異性生化反應(yīng)。酶抑制技術(shù)是研究比較成熟、在國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的速測(cè)技術(shù)之一。膽堿酯酶主要分為乙酰膽堿酯酶（AChE）和丁酰膽堿酯酶（BChE），農(nóng)藥對(duì)其抑制由于來(lái)源不同而有差異，對(duì)農(nóng)殘的檢測(cè)精度也因不同品種的農(nóng)藥產(chǎn)品而不同，包括酶抑制率法、速測(cè)卡法和酶生物傳感器法。1酶抑制率法（分光光度儀法）

有機(jī)磷和氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥對(duì)膽堿酯酶的正常功能有抑制作用，其抑制率與農(nóng)藥濃度呈正相關(guān)。正常情況下，酶催化神經(jīng)代謝產(chǎn)物（乙酰膽堿）水解，其水解產(chǎn)物與顯色劑反應(yīng)產(chǎn)生黃色物質(zhì)，在分光光度計(jì)410nm處有最大吸收峰；如果有農(nóng)藥抑制了酶的活性，就不能水解乙酰膽堿，與顯色劑反應(yīng)則無(wú)色，通過(guò)測(cè)定其吸光度即抑制率來(lái)確定酶活，進(jìn)而確定農(nóng)殘量。2速測(cè)卡（紙片）法

膽堿酯酶可催化靛酚乙酸酯（紅色）水解為乙酸與靛酚（藍(lán)色），有機(jī)磷或氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥對(duì)膽堿酯酶有抑制作用，使催化、水解、變色過(guò)程發(fā)生變化，導(dǎo)致酶片顏色呈淺藍(lán)色或白色不變，與對(duì)照比較可判斷出是否含有農(nóng)藥殘留。酶抑制技術(shù)檢測(cè)農(nóng)藥殘留操作簡(jiǎn)便、快速、靈敏、經(jīng)濟(jì)，樣品無(wú)需凈化，但此方法只能定性不能定量，在檢測(cè)韭菜、生姜、蔥、蒜、蘿卜、辣椒、番茄時(shí)容易受干擾，只能用作有機(jī)磷和氨基甲酸酯類(lèi)農(nóng)藥殘留的初篩。3酶生物傳感器法

酶生物傳感器（enzymlbiosensor,EBS）是以酶為敏感元件的一種傳感器，主要由識(shí)別底物的固定化層和與之密切結(jié)合的信號(hào)轉(zhuǎn)換器組成。其工作原理是酶催化底物轉(zhuǎn)換成產(chǎn)物，產(chǎn)物被轉(zhuǎn)換器檢測(cè)并轉(zhuǎn)換為可定量的信號(hào)輸出從而達(dá)到檢測(cè)被測(cè)底物濃度的目的。

目前用于農(nóng)藥殘留檢測(cè)的生物傳感器類(lèi)型有：電流型生物傳感器、電位型生物傳感器、電壓生物傳感器、光纖生物傳感器等。三、便攜式色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀

隨著與檢測(cè)技術(shù)相關(guān)的各種配套裝備的不斷發(fā)展，近幾年針對(duì)食品安全的檢測(cè)車(chē)使以前根本無(wú)法應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)的一些檢測(cè)方法得到進(jìn)一步應(yīng)用，車(chē)載的色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀主要由主機(jī)、頂空設(shè)備、采樣探頭和專(zhuān)用筆記本電腦四部分組成，它的優(yōu)點(diǎn)是可以較快速的檢測(cè)到極低的污染，并能分析污染物質(zhì)的化學(xué)成分，而且與儀器相配套的筆記本電腦里還儲(chǔ)存有兩千種有害化合物的分析材料，可以針對(duì)檢測(cè)的物質(zhì)立即從電腦里調(diào)出相關(guān)的資料進(jìn)行分析，選取處置方法。隨著國(guó)家對(duì)食品安全的重視，目前我國(guó)的多家單位已配備了食品安全檢測(cè)車(chē)，這為便攜式色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀的應(yīng)用和推廣提供了廣闊的發(fā)展空間。四、

生物學(xué)發(fā)光檢測(cè)技術(shù)生物發(fā)光檢測(cè)技術(shù)的原理是利用細(xì)菌細(xì)胞裂解時(shí)會(huì)釋放出三磷酸腺苷（ATP），在有氧條件下，螢火蟲(chóng)熒光素酶催化螢火蟲(chóng)熒光素和ATP之間發(fā)生氧化反應(yīng)形成氧化熒光素并發(fā)出熒光。在一個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)中，當(dāng)螢火蟲(chóng)熒光素酶和螢火蟲(chóng)熒光素處于過(guò)量的情況下，熒光的強(qiáng)度就代表ATP的量，細(xì)菌ATP的量與細(xì)菌數(shù)成正比，從而推斷出菌落總數(shù)。用ATP生物發(fā)光分析技術(shù)檢測(cè)肉類(lèi)食品細(xì)菌污染狀況或食品器具的現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)生學(xué)檢測(cè)，都能夠達(dá)到快速適時(shí)的目標(biāo)。國(guó)內(nèi)外均有成熟的ATP生物發(fā)光快速檢測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)品出售。操作方法都是使用專(zhuān)用藥簽刮抹待測(cè)部位，然后將藥簽裝入筆形管內(nèi)，插入便攜檢測(cè)儀讀數(shù)即可。

項(xiàng)目二免疫學(xué)快速檢測(cè)技術(shù)一、

酶聯(lián)免疫法（ELISA）

ELISA是一種以酶作為標(biāo)記物的免疫分析方法，也是目前應(yīng)用最廣泛的免疫分析方法之一，它將酶標(biāo)記在抗體或抗原分子上，形成酶標(biāo)抗體或酶標(biāo)抗原，也稱(chēng)為酶結(jié)合物，將抗體抗原反應(yīng)信號(hào)放大，提高檢測(cè)靈敏度，之后該酶結(jié)合物的酶作用于能呈現(xiàn)出顏色的底物，通過(guò)儀器或肉眼進(jìn)行辨別。

按照測(cè)定方式不同，ELISA可以分為許多種不同類(lèi)型：根據(jù)分析對(duì)象不同，可分為測(cè)定抗原或半抗原的ELISA和測(cè)定抗體的ELISA；根據(jù)分析方式的不同，可分為夾心ELISA和競(jìng)爭(zhēng)ELISA；根據(jù)固定物質(zhì)的不同，可分為固定抗原的ELISA和固定抗體的ELISA；根據(jù)是否使用放大系統(tǒng)，可分為不使用放大系統(tǒng)的直接ELISA和使用酶標(biāo)二抗或生物素-親和素等放大系統(tǒng)的間接ELISA。其中常用于測(cè)定抗原和半抗原的有直接競(jìng)爭(zhēng)ELISA、間接競(jìng)爭(zhēng)ELISA和夾心ELISA（又叫三明治ELISA）三種方式。二、膠體金免疫分析（GICA）

膠體金免疫分析，也稱(chēng)膠體金試紙條法，它是將特異的抗體交聯(lián)到試紙條上和有顏色的物質(zhì)上，試紙條上有一條保證試紙條功能正常的控制線和一條或幾條顯示結(jié)果的測(cè)試線，當(dāng)紙上抗體和特異抗原結(jié)合后，再和帶有顏色的特異抗原進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，就形成了帶有顏色的三明治結(jié)構(gòu)，并且固定在試紙條上，如沒(méi)有抗原，則沒(méi)有顏色。免疫學(xué)分析法常用于檢測(cè)有害微生物、農(nóng)藥殘留、獸藥殘留及轉(zhuǎn)基因食品。優(yōu)點(diǎn)是特異性和靈敏度都比較高，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)初篩有較好應(yīng)用前不足是由于抗原抗體的反應(yīng)專(zhuān)一性，針對(duì)每種待測(cè)物都要建立專(zhuān)門(mén)的檢測(cè)試劑和方法。

項(xiàng)目三分子生物學(xué)檢測(cè)技術(shù)

一、生物芯片

生物芯片包括蛋白質(zhì)芯片（含免疫芯片、受體配體芯片）、核酸芯片（含寡核苷酸芯片、基因芯片）、有機(jī)分子芯片等。1免疫芯片免疫芯片是一種特殊的蛋白芯片，芯片上的探針蛋白可根據(jù)研究目的選用抗體、抗原、受體等具有生物活性的蛋白質(zhì)。芯片上的探針點(diǎn)陣，通過(guò)特異性免疫反應(yīng)捕獲樣品中的靶蛋白，然后通過(guò)專(zhuān)用激光掃描系統(tǒng)和軟件進(jìn)行圖像掃描、分析、結(jié)果解釋?zhuān)哂懈咄俊⒆詣?dòng)化、靈敏度高和多元分析等優(yōu)點(diǎn)。由于單克隆抗體具有高度的特異性和親和性，因此是比較好的一種探針蛋白，用其構(gòu)筑的芯片可用于檢測(cè)蛋白質(zhì)表達(dá)豐度及確定新的蛋白質(zhì)。2DNA芯片基因芯片(Genechip,DNAchip)，又稱(chēng)DNA微陣列(DNAmicroarray)，是指按照預(yù)定位置固定在固相載體上很小面積內(nèi)的千萬(wàn)個(gè)核酸分子所組成的微點(diǎn)陣陣列。在一定條件下，載體上的核酸分子可以與來(lái)自樣品的序列互補(bǔ)的核酸片段雜交。如果把樣品中的核酸片段進(jìn)行標(biāo)記，在專(zhuān)用的芯片閱讀儀上就可以檢測(cè)到雜交信號(hào)?；蛐酒夹g(shù)檢測(cè)水和食品中常見(jiàn)致病菌具有快速、準(zhǔn)確、易于操作等優(yōu)越性，值得推廣應(yīng)用。采用基因芯片技術(shù)檢測(cè)細(xì)菌及其毒素、真菌毒素、病毒、支原體、依原體、立克次氏體等微生物戰(zhàn)劑。書(shū)中表1-6列舉了部分DNA芯片在食品中應(yīng)用。3液相懸浮芯片Luminex懸浮芯片技術(shù)是美國(guó)Luminex公司開(kāi)發(fā)的一種多功能的液相芯片分析平臺(tái)，也稱(chēng)xMAP?(flexibleMultiple-AnalyteProfiling)、MASA(Multi-AnalyteSuspensionArrays，多功能懸浮點(diǎn)陣)或液體芯片(LiquidChip)。它有機(jī)地整和了有色微球(color-codedmicrospheresorbeads)、激光技術(shù)、最新的高速數(shù)字信號(hào)處理和計(jì)算機(jī)技術(shù)，集中了分子生物學(xué)、免疫學(xué)、高分子化學(xué)、激光物理學(xué)、微流體學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多門(mén)學(xué)科，使得Luminex懸浮芯片技術(shù)的檢測(cè)特異性和靈敏度得到了前所未有的發(fā)展。二、生物傳感技術(shù)

生物傳感器將生物感應(yīng)元件的專(zhuān)一性與一個(gè)能夠產(chǎn)生和待測(cè)物濃度成比例的信號(hào)傳導(dǎo)器結(jié)合起來(lái)的一種分析裝置。國(guó)際純粹和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)對(duì)化學(xué)傳感器的定義為:一種小型化的、能專(zhuān)一和可逆地對(duì)某種化合物或某種離子具有應(yīng)答反應(yīng),并能產(chǎn)生一個(gè)與此化合物或離子濃度成比例的分析信號(hào)的傳感器。生物傳感器應(yīng)用的是生物機(jī)理，與傳統(tǒng)的化學(xué)傳感器和離線分析技術(shù)(如HPLC或MS)相比有著許多不可比擬的優(yōu)勢(shì),如高選擇性、高靈敏度、較好的穩(wěn)定性、低成本、能在復(fù)雜的體系中進(jìn)行快速在線連續(xù)監(jiān)測(cè)。它在現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)領(lǐng)域里有著廣闊的應(yīng)用前景。三、食品現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)目前的食品現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)主要呈現(xiàn)4大趨勢(shì)：

①由于高新技術(shù)的應(yīng)用，檢測(cè)能力不斷提高，檢測(cè)靈敏度越來(lái)越高；②檢測(cè)速度不斷加快，智能化芯片和高速電子器件與檢測(cè)器的使用，使食品安全檢測(cè)周期大大縮短；③選擇性不斷提高，高效分離分段、各種化學(xué)和生物選擇性傳感器的使用，使在復(fù)雜混合體中直接進(jìn)行污染物選擇性測(cè)定成為可能；④由于微電子技術(shù)、生物傳感器、智能制造技術(shù)的應(yīng)用，檢測(cè)儀器向小型化、便攜化方向發(fā)展，使實(shí)時(shí)、現(xiàn)場(chǎng)、動(dòng)態(tài)、快速檢測(cè)正在成為現(xiàn)實(shí)。針對(duì)我國(guó)的特殊國(guó)情，目前我國(guó)基層單位很多速測(cè)技術(shù)的應(yīng)用還只處于定性或半定量水平，易用型的小型化儀器的應(yīng)用是目前和今后快速檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。另外食品樣品復(fù)雜多樣，前處理煩瑣費(fèi)時(shí)，建立快速檢測(cè)方法的同時(shí)進(jìn)一步完善樣品的前處理方法，研制適合的小型前處理裝置，對(duì)于縮短現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)定時(shí)間及提高測(cè)定的準(zhǔn)確性具有重要的意義。實(shí)訓(xùn)化學(xué)速測(cè)儀使用目的要求對(duì)照儀器操作說(shuō)明書(shū)，能夠熟練操作，并能舉一反三應(yīng)用類(lèi)似的快速檢測(cè)儀。檢測(cè)原理便攜式農(nóng)藥殘留速測(cè)儀是根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法GB/T5009.199-2003速測(cè)卡法（紙片法）而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的儀器。農(nóng)藥速測(cè)儀是利用速測(cè)卡中的膽堿酯酶催化靛酚乙酸