食品檢測中儀器設備的運用和發展

　　【摘 要】本文從我國食品安全檢測市場需求入手，分析飛行時間質譜等國產科學儀器在視頻安全監測領域的運用狀況，并對其發展前景做出展望。 
　　一、我國食品安全檢測市場需求 
　　近年來，我國社會經濟得到了快速發展，人民生活質量有了很大改善，食品的數量和種類也更加齊全，與此同時，也引發了各種各樣的食品安全問題。每年因禁用、濫用農藥、獸藥等物品及環境污染引發的急性食物中毒事件頻頻發生，前段時間出現的 “毒奶”事件即為其中一個典例。此外，由于轉基因作物的覆蓋面積越來越廣，轉基因食品在市場中所占份額也越來越高，盡管國際上對于轉基因食品的安全性問題在國際還未明確，不過已經深受社會各界關注。因此，要保證市場上的食品質量安全、維護消費者合法權益，就必須積極研發與更新各種分析測試技術與儀器。現階段食品質量的安全隱患日益增多，各大檢測項目也對其提出了更高的要求，特別是產生了某些新的污染源，這就更需要我們更新和利用先進的檢測技術與儀器。國際上很多實力較強的大型檢測機構在食品檢測領域也都做出了很大貢獻，不少科學儀器供應商洞悉到該領域的市場前景，紛紛投入研發，食品安全檢驗檢測技術與儀器備受業界關注。 
　　二、基于飛行時間質譜的國產科學儀器在食品安全檢測中的應用現狀 
　　（一）飛行時間質譜儀 
　　上世紀90年代，飛行時間質譜（Time-of-Flight Mass Spectrometry TOFMS）分析方法逐漸被推廣與普及開來。在生物學行業，更新后的MS-MS聯用技術被用來測定分子的結構信息，如明確氨基酸序列、糖基化的位置等；在分析化學行業，TOFMS被作為檢測GC或LC或毛細管電泳的檢測儀器；另外，在工業領域、原子與分子物理學等領域，TOFMS也得到了廣泛運用。 
　　半個世紀前，第一臺成型的飛行時間質譜儀的質量分辨率僅為2，而現代運用激光輔助產生的反射型TOF-MS分辨率卻達到了35，000。新時期，質譜在食品安全中在各領域中也得到了更為具體的應用： 
　　（1）篩查：超高壓液相色譜-飛行時間質譜法被用來測定食品中的19種非法染料；超高效液相色譜-四極桿-飛行時間質譜法被用來迅速篩查牛奶中的農藥和獸藥殘留；高效液相色譜-離子阱飛行時間質譜被用來篩查和確定保健食品中激素類成分；液相色譜-質譜聯用技術被用來測定無糖食品中果糖、麥芽糖、乳糖等成分。 
　　（2）打假 
　　目前，掃描電鏡與穩定碳同位素比質譜法常被用來鑒別馬鈴薯淀粉中的假玉米淀粉。摻假的玉米淀粉份量超過10%時，二者在穩定碳同位素比上會產生明顯不同，由此我們可估算摻假玉米淀粉的含量。 
　　（3）溯源 
　　飛行時間質譜分析技術科用來檢測肉類的溯源。破碎超聲后，離心，將樣本水津液析出，可檢測出MALDI-TOF差異性及蛋白質譜峰。另外，指紋譜庫上，質譜技術也被用來指紋檢測食品中的香料成分。 
　　（二）致病菌微生物檢測儀器 
　　傳統的生物分離工作中，主要采用分離培養法來分離生物，通過這種培養方式來鑒定利用形態學和生化特性，而后再用光學顯微鏡或電子顯微鏡等儀器進行最后確認。最近幾年，國內引進了眾多西方國家中很多知名生產廠家如ABI、Bio-Rad、Thermo-Fisher等引進了先進技術與儀器。同時，為適應國內的科技發展及市場需求，國內已研發出微生物快速檢測儀，并逐漸將之商品化。 
　　（三）食品有毒有害元素檢測儀器 
　　原子吸收光譜法（AAS）與電感耦合等離子發射光譜法（ICP）常被用來檢測食品中的有毒有害物質，其中AAS運用最為廣泛。另外還有原子熒光光譜儀（AFS），可進行砷、鉛、汞、錫等多種元素的檢測，該技術在我國已擁有自主知識產權。目前ICP與MS聯用（ICP-MS）的檢測水平為ng級，國內的AAS生產廠家主要有瑞利、上海精科、天美等，質譜技術得到了快速更新與提高，其技術指標與國外趨于平等，且售價合理，在行業中有著較為明顯的競爭優勢。 
　　三、飛行時間質譜儀等國產科學儀器的運用前景 
　　（一）超高分辨高靈敏度儀器 
　　MALDI、ESI等離子源和高分辨飛行時間質譜儀器結合運用，是目前生化新藥與基因工程藥物分析行業中的重要方式。Laiko于1999年研發出了大氣壓基體輔助激光解析電離源，與MALDI/TOFMS相比，有其自身的優勢，如可在大氣壓下直接處理樣品，大氣壓下，其電離更加穩定等，然而目前世界上有能力研究與制造該類儀器的就只有幾個實驗室與大儀器儀表公司。2013年北京質譜年會上，《質譜學報》的駱教授表示：要打造國有品牌的科技期刊（質譜），還要走很長一段路，而研發具有我國自主產權的質譜儀器，也是未來發展要重視的問題。 
　　（二）小型臺式儀器 
　　目前，在藥物開發、基因排序及蛋白質研究領域，TOFMS都有著重要作用。未來在地鐵、火箭或醫生辦公室，它也可成為檢驗化學與生物戰劑、檢測室內與宇宙空間站的空氣質量的診斷儀器，快速DNA分析器官移植，分析各種蛋白質表達中的疾病源或抗原分辨特種烈性傳染病，儀器小型化發展，是未來TOFMS的明顯趨勢。 
　　國內已出現各種為小型臺式GC/TOF、LC/TOF等，用于環保、生化、農藥、醫藥、食品等領域的常規測試，這類儀器自動化程度較高，通常采用微機處理系統來控制和處理數據，操作維修都很方便。 
　　四、結語 
　　質譜儀在國內外各個領域中都得到了廣泛運用，但在我國，擁有自主知識產權的科學儀器并較多。組建一支高水平的儀器研發團隊，研發各種國產飛行時間質譜技術、儀器，有利于提高我國在質譜研發領域中的競爭能力。 
　　參考文獻： 
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