5．生物芯片检测法

所谓生物芯片技术是相对于计算机芯片而言，计算机芯片处理电子信息，而生物芯片则处理生物分子所携带的信息。生物芯片法的优点是自动化程度高，能够实现同时检测多种目标分子的目的，而且检测效率高，检测周期短。该法的不足之处在于前期需要大量已测知的DNA片段信息，检测费用仍偏高。由于生物芯片最初是用于DNA序列的测定，所以也被称为基因芯片，但是目前这一技术已经有了在蛋白质等非核酸领域的应用。目前按照检测对象分类，可以分为基因芯片、蛋白芯片等。按照制备技术标准又可分为点阵型芯片与实验室芯片。基因芯片是将许多特定的寡核昔酸片段或基因片段作为探针，有规律地排列固定于支持物上形成的DNA分子阵列。其工作原理是根据碱基配对的原理来检测样品的基因，也就是利用已知序列的核酸对未知序列的核酸序列进行杂交检测。DNA探针技术属于点阵型基因芯片，它是在玻璃或塑料硅基片上制备已知碱基对序列的单链DNA。分子DNA探针技术目前已经应用于食品中致病菌检验及转基因食品检测。实验室基因芯片是通过像制作集成电路那样的微缩技术将样品制备、定性定量分析等过程集于芯片上，使分析过程微型化、连续化，大大加快生物学分析速度。

6．生物学发光检测法

生物学发光检测法，利用细菌细胞裂解时会释放出ATP, ATP自细菌细胞释放出来后，使用荧光虫素和荧光虫素酶可使之释放出能量，这些能量产生磷光，光的强度就代表ATP的量，从而推断出菌落总数。美国NHD公司推出ATP食品细菌快速检测系统的Pro-file-1356。通过底部有筛孔的比色杯将非细菌细胞和细菌细胞分离，细菌细胞不能通过这种比色杯，之后用细菌细胞释放液裂解细菌细胞，检测释放出的ATP量则为细菌的ATP量，得出细菌总数。此检测系统与标准培养法比对，相关系数在90％以上，且测定只需5 min，已被美军采用(图1-1)。美国CharmScience Inc有一系列通过检测细菌的ATP量来控制不同食品卫生安全的产品，如检验食物表面的PoctetSwab Plus、检测水产品表面的WaterGieneTM、检测生肉的Charm CHEF等，操作方法都是使用专用药签刮抹待测部位，然后将药签装入笔形管内，插入便携检测仪读数即可。

图1-1 ATP(三磷酸腺苷)食品细菌快速检测仪

7．物理性质检测法

王林、赵镐等发明的便携式酒醇含量速测仪外表类似于折光仪，由镜筒、检测棱镜、盖板、取光筒、视度调节圈、月镜及含量刻度划分板组成。它的检测原理是随着水中乙醇浓度的增加，其折光率也有规律地上升，当甲醇存在时，折光率会随着甲醇浓度的增加而降低。检测时，只要将待测液涂抹于检测棱镜上，通过目镜即可直接读取乙醇含量。当酒中甲醇浓度超过1％时，此设备即可适用。

1.2.3食品快速检测技术的发展趋势

21世纪世界性科技革命正在形成，各国都在加速技术创新和科技进步。从定性和定量检测技术两方面出发，准确、可靠、方便、快速、经济、安全检测方法是食品安全检测的发展方向，尽可能使速测技术的灵敏度及准确度能达到标准限量要求，至少要与标准方法检测结果相当，能在较短的时间内检测大量的样本，还必须具有实际应用价值。完善的食品安全保障体系应体现为：体系的完备，法律和法规及标准的健全，机构、人员和装备的完善，检验检测技术和仪器设备的先进，监控和检测的及时和有力，其中技术支撑是科学仪器和测试技术。目前我国速测技术的原理和仪器很多，但非常成熟和突出的不多，我国已产业化、成熟的仪器则更少。未来的研究方向可致力于以下几方面。

1)免疫分析方法与仪器

免疫分析方法与仪器包括放免、酶免、荧光免、化学发光免和胶体金标免等。农残酶免疫检测技术，被AOAC列为农残检测三大支柱技术之一，具有高特异性，能准确、快速地检测农药和兽药残留、致病菌、毒素以及转基因等，检测仪器主要是酶联免疫仪，我国已有多家生产，该法国内尚未能广泛使用的原因是仪器功能单一，且进口试剂盒太贵，而国内缺乏完善的试剂盒。

今后宜深入研究ELISA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)对生物传感器以及分子印迹技术等新的速测技术予以高度关注

生物传感器功能具有多样化、微型化、智能化、集成化、低成本、高灵敏性、高识别性和实用性特点，引起国内外高度重视。种类很多，发展最快、已广泛应用的是表面等离子谐振(SPR)生物传感器，灵敏、快速，无需标记，便捷，实时。它与其他新技术强强结合将会推出一批新型的食品安全快速筛查、检测的方法和仪器，在国外以Bia-coreAB和美国TI以及BioRAD为代表，其中尤以BlacoreAB为典型代表，它将SPR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留、致病菌、毒素的系统。在我国以中科院电子所为代表已开发出三种SPR仪。发展方向是：高通量、高灵敏和便携、小型、微型等方面。

3)生物芯片及微缩芯片实验室

生物芯片具有高通量、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。我国国家生物芯片中心等单位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)，将进一步面向现场、速测以及微缩芯片实验室方向发展。

4)宜对特种电化学传感器予以重视

电化学传感器具有小巧、灵敏、多样化、低成本等优点，利用特种电化学传感器构建食品安全快速检测仪，国内外也都很重视，例如，将纳米技术和电化学技术有机结合构建快速检测食品中有毒、有害重金属的仪器；运用新型纳米过氧化物传感器和纳米金属／氧化物传感器构成快速检测细菌总数和大肠杆菌的快速检测仪。这三种速测仪已列入国家科技支撑项目，且已出样机。

5)对酶的抑制法与仪器应用的认识

国内曾把酶抑制法和仪器首推为速测技术。近几年，已有十几种商品化仪器推出、推广。鉴于该方法只能检测有机磷和氨基甲酸酯两类农药，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，可说是当前“不得已而采用的速测法”。该法仅适用于基层初检，起着警示作用，若发现超标现象时，必须用标准方法复测、确证，阴性反应也应按比例抽样，用可靠的方法复测和确证。对快速检测方法的应用，在《农产品质量安全法》第36条第二款有明确的界定。

随着科学技术的发展，食品安全的快速检测方法在食品卫生检验方面起着越来越重要的作用。建立食品安全快速检测方法对食品生产、运输、销售过程中质量的监控具有十分重要的意义。从长远的发展来看，免疫学、分子生物学、自动化和计算机技术的发展对建立更敏感快捷的食品安全检测方法起到了积极促进作用。

相关链接：食品快速检测常用技术（一）

文章来源：《食品安全快速检测技术》

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