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食品安全對檢驗(yàn)、檢測科學(xué)儀器的需求
1. 不同的檢測、檢驗(yàn)和監(jiān)測目標(biāo)物對科學(xué)儀器設(shè)備的需求
與食品安全緊密關(guān)聯(lián)的有害、有毒物和可疑物為：農(nóng)藥獸藥及其它有害化合物殘留、有毒有害元素、致病菌、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品等、現(xiàn)逐一概述如下。
1.1 檢測農(nóng)藥殘留的儀器
農(nóng)藥殘留可依化學(xué)組分和結(jié)構(gòu)劃分，現(xiàn)按其所需分析檢測儀器的適配性分述如下。
1.1.1 有機(jī)氯農(nóng)殘檢測的儀器
廣為采用配以電子捕獲檢測器氣相色譜儀(GC-ECD)，具有高靈敏度、高分離、定量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)基質(zhì)或成分較復(fù)雜時(shí)，根據(jù)GC的保留時(shí)間很難定性，則要用質(zhì)譜檢測器，借助選擇離子檢測(SIM)模式來定性，即使用氣/質(zhì)聯(lián)用儀(GC-MS)甚至GC-MS-MS儀。
1.1.2 有機(jī)磷農(nóng)殘檢測的儀器
廣泛使用配以火焰光度檢測器(FPD)或氮磷檢測器(NPD)及ECD的氣相色譜儀檢測，并用GC-MS準(zhǔn)確定性。對于高沸點(diǎn)或熱不穩(wěn)定性的有機(jī)磷農(nóng)殘，應(yīng)該用配以紫外—可見光檢測器的液相色譜儀(HPLC-UV)。美國AOAC的有機(jī)磷農(nóng)殘檢測標(biāo)準(zhǔn)方法即使用HPLC。近年來也有使用液/質(zhì)聯(lián)用儀(LC-MS)進(jìn)行有機(jī)磷多殘留分析。
1.1.3 氨基甲酸酯農(nóng)殘檢測的儀器
對于熱穩(wěn)定性較高的氨基甲酸酯農(nóng)殘，可用氣相色譜儀檢測(GC-FID/NPD/ECD)，但大多氨基甲酸酯農(nóng)藥熱穩(wěn)定性差，所以廣泛采用柱后衍生，配用熒光檢測器的液相色譜儀(HPLC-FLD)。對于基質(zhì)復(fù)雜的樣品，HPLC的峰分離有諸多困難，故近年來以液/質(zhì)聯(lián)用儀(LC-MS)作為優(yōu)選的手段。
1.1.4 除草劑農(nóng)殘檢測的儀器
廣泛采用GC-ECD或GC-NPD，常用HPLC彌補(bǔ)GC的不足，用配有APCL源的HPLC-MS和GC-MS-MS確證。
綜上所述，農(nóng)藥殘留檢測儀器主要是配有各種檢測器的GC，輔以HPLC，一般用GC-MS定性和確證?；|(zhì)復(fù)雜時(shí)用LC-MS甚至用GC-MS-MS確證。
當(dāng)今農(nóng)藥多殘留檢測得到世界發(fā)達(dá)國家高度重視，2006年我國發(fā)布了8項(xiàng)植動(dòng)物源性食品中651種農(nóng)藥多殘留檢測方法的國家標(biāo)準(zhǔn)。所用的樣品前處理技術(shù)各異，但所用的儀器均為GC-MS或LC-MS-MS。
1.2 檢測獸藥、漁藥殘留的儀器
獸藥和漁藥大致可分15類，檢測的方法和儀器分述如下
1.2.1 檢測β—內(nèi)酰胺類抗生素殘留的儀器
絕大多數(shù)采用HPLC，殘留物的確證靠LC-MS和LC-MS-MS，取代了以往曾使用過的GC-MS儀器和方法。
1.2.2 檢測氨基糖苷類抗生素殘留的儀器
除了慶大霉素可用GC-ECD儀器檢測外，絕大多數(shù)該類抗生素殘留檢測靠HPLC-FLD。LC-MS-MS主要用于牛奶樣品中抗生素殘留的確證。
1.2.3 檢測大環(huán)內(nèi)酯抗生素殘留的儀器
曾用薄層色譜(TLC)和GC檢測，現(xiàn)今已被HPLC替換了。部份可用GC-MS檢測和確認(rèn)，但絕大多數(shù)需用LC-MS-MS檢測和確證。
1.2.4 檢測四環(huán)素族抗生素殘留的儀器
采用杯碟法準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)，但無法分辨結(jié)構(gòu)，所以當(dāng)今均采用杯碟篩選出陽性樣品，再用HPLC和LC-MS-MS確證。
1.2.5 檢測胺苯醇類抗生素殘留的儀器
可用GC-ECD和酶標(biāo)儀(ELISA)檢測。用GC-MS(NCI)GC-MS-MS、HPLC-MS-MS 確證。
1.2.6 檢測磺胺類殘留的儀器
可用微生物抑制法篩選，用酶標(biāo)儀配合試劑盒檢測,但用的基本的還是HPLC-UV/FID、GC-MS、HPLC-MS和HPLC-MS-MS
1.2.7 檢測喹喏酮類殘留的儀器
盡管曾用過TLC儀和熒光光譜儀(FID)及GC-MS儀，但目前一般都用HPLC-FID/UV、HPLC-MS和HPLC-MS-MS儀進(jìn)行定性和定量。
1.2.8 檢測硝基咪唑類殘留的儀器
雖然可用GC-NPD和GC-MS(NCI)檢測，但是大多還是靠HPLC-UV和HPLC-MS-MS檢測和確證。
1.2.9 檢測硝基呋喃類殘留的儀器
以前用HPLC-UV儀檢測，因靈敏度不高，且不能定性，所以現(xiàn)已改用HPLC-MS和HPLC-MS-MS。
1.2.10 檢測激素與其他生長促進(jìn)劑殘留的儀器
可用HPLC-UV檢測，但靈敏度低，當(dāng)今已改用GC-MS和GC-MS-MS，并進(jìn)一步過渡到采用HPLC-MS，甚至HPLC-MS-MS。
1.2.11 檢測甲狀腺抑制劑殘留的儀器
常用HPLC和TLC，并進(jìn)一步過渡到采用GC-MS和HPLC-MS。
1.2.12 檢測β-受體激動(dòng)劑殘留的儀器
常用HPLC-UV/FLD/PAD/電化學(xué)檢測器，也可用GC-MS、毛細(xì)管電泳儀(CE)和HPLC-MS及HPLC-MS-MS。
1.2.13 檢測驅(qū)蟲藥殘留的儀器
主要靠HPLC-UV/FLD和HPLC-MS及HPLC-MS-MS。
1.2.14 檢測鎮(zhèn)靜劑類殘留的儀器
可采用的儀器比較多，包括HPLC、GC、TLC、GC-MS和HPLC-MS以及ELISA。
1.2.15 檢測染料類殘留的儀器
可采用UV、GC-MS、HPLC和HPLC-MS-MS。
獸藥多殘留檢測近年來在上得到高度重視，我國于2006年發(fā)布了25項(xiàng)動(dòng)物源性食品中118種獸藥殘留檢測方法的國家標(biāo)準(zhǔn)，其中18項(xiàng)屬于多殘留分析方法，均用LC-MS-MS。
綜上所述，參考AOAC、CAC、歐盟、日本和我國的國標(biāo)，顯然獸藥殘留檢測的儀器設(shè)備比農(nóng)藥殘留檢測的儀器擋次更高。上述色譜儀和色/質(zhì)聯(lián)用儀的主要生產(chǎn)廠家：
(a)GC、GC-MS、GC-MS-MS的國外生產(chǎn)廠家有Agilent、Shimazu、Thermo、Perkinelmer 、Varian等；國內(nèi)主要生產(chǎn)廠家有，北京東西電子、上海精科、天美和北分等，但尚無GC-MS-MS國產(chǎn)品。
(b) HPLC、HPLC-MS、HPLC-MS-MS的國外生產(chǎn)廠家有waters、Thermo、ABI，Agilent、Shimazu、Perkelmer 、Dionex、Varian等；國內(nèi)僅能生產(chǎn)HPLC，主要廠家有北京東西電子、北分、上海精科、伍豐、浙江溫嶺、大連依利特等。
1.3 檢測有毒有害元素及其價(jià)態(tài)分析的儀器
經(jīng)典的采用原子吸收光譜儀(AAS)，配上火焰和石墨爐，可檢測元素痕量級的水平。我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的原子熒光光譜儀(AFS)，可用于檢測砷、鉛、汞、錫、硒、鍺、銻等元素，靈敏度高、檢出限低、并可多元素同時(shí)檢測，且價(jià)廉。近幾年來，電感耦合等離子發(fā)射光譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀(ICP-MS)，以具有*的靈敏度，檢出限可達(dá)ng/ml級水平引起重視。
鑒于同一種元素的價(jià)態(tài)(形態(tài))不同，毒性差異很大，所以近年來對元素價(jià)態(tài)檢測很受關(guān)注，國外多采用HPLC-AAS、GC-AAS、HPLC-ICP-MS以及CE-ICP-MS儀，后二種聯(lián)用技術(shù)與儀器雖相當(dāng)，但價(jià)格很貴。近幾年我國研發(fā)成功并已批量生產(chǎn)的LC-AFS聯(lián)用儀，靈敏度、檢出限均能滿足農(nóng)產(chǎn)品、食品安全檢測的要術(shù)，且價(jià)廉，很適合農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)檢中心、站選用。
上述儀器生產(chǎn)廠家：
(a)AAS，國外主要的生產(chǎn)廠家為：Thermo、perkinElemer、Shimazu 、Varian、 jena AG等。國內(nèi)有北京普析、東西電子、瑞利，上海精科、光譜、天美等。
(b)Icp、Icp-MS的國外主要生產(chǎn)廠家是：Thermo、perkinElemer、 Shimazu 、Agilent、Varian等；國內(nèi)尚無批量生產(chǎn)的廠家。
(c)AFS目前只有我國生產(chǎn)，廠家為北京吉天、海光、瑞利等，其中吉天等還生產(chǎn)LC-AFS元素價(jià)態(tài)檢測儀。
1.4 致病菌檢驗(yàn)和細(xì)菌鑒定的儀器
據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，食源性疾病暴發(fā)事件中，有31%以上是微生物(致病菌)引發(fā)的，所以農(nóng)產(chǎn)品、食品安全檢測中，對致病菌的檢測應(yīng)充分予以關(guān)注。至今細(xì)菌鑒定、致病菌檢驗(yàn)的方法有三大類：傳統(tǒng)方法、傳統(tǒng)法基礎(chǔ)上的數(shù)值化方法、化學(xué)及分子生物學(xué)的方法，每一類又派生出幾種方法及檢驗(yàn)儀器。我國以往多用傳統(tǒng)的方法，即將帶菌樣品培養(yǎng)后根據(jù)鏡檢細(xì)菌形態(tài)特征，分析和檢測細(xì)菌。近幾年來，大量引進(jìn)國外已廣泛應(yīng)用的新方法和儀器。
(1)根據(jù)不同細(xì)菌對不同碳源的代謝利用率進(jìn)行自動(dòng)鑒定和檢驗(yàn)，這屬于數(shù)值化方法和儀器，如API、ATB、VITEK等系統(tǒng)。
(2)利用抗原和抗體間專一性結(jié)合反應(yīng)，進(jìn)行免疫反應(yīng)分析，進(jìn)行致病菌檢驗(yàn)，其中以酶聯(lián)熒光免疫分析(ELFIA)為代表，如VIDAS系統(tǒng)。
(3)運(yùn)用基因檢測技術(shù)檢測病原菌和鑒定細(xì)菌，如杜邦的BAX系統(tǒng)和用于進(jìn)行菌種鑒定、分型和溯源的RP(Ridopvinter)系統(tǒng)。
(4)基于表面等離子諧振(SPR)生物傳感器開發(fā)出來的致病菌檢定系統(tǒng)，如Biacore系統(tǒng)。
(5)基于生物芯片技術(shù)平臺，使用致病菌檢測試劑盒，檢測致病菌，如我國博奧生物開發(fā)出可檢測12種食源性致病菌的生物芯片檢測系統(tǒng)。
(6)根據(jù)不同細(xì)菌具有特征性的脂肪酸圖譜進(jìn)行細(xì)菌鑒定，如安捷倫開發(fā)的系統(tǒng)。
致病菌檢驗(yàn)和細(xì)菌自動(dòng)鑒定系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家有：Biomerieux、Dupont，Biologe、Agilant、GE Heailhcare等；國內(nèi)以往只能生產(chǎn)抑菌圈測定儀和菌落計(jì)數(shù)器，近幾年也出現(xiàn)博奧等廠家，能生產(chǎn)致病菌檢測系統(tǒng)。