快速檢測技術在食品安全監(jiān)管中的應用及發(fā)展新方向

萬宇平

(北京勤邦生物技術有限公司，北京 102206)

快速檢測技術在食品安全監(jiān)管中的應用及發(fā)展新方向

萬宇平

(北京勤邦生物技術有限公司，北京 102206)

食品安全已經(jīng)成為全民關心的熱點問題，如何對食品進行快速、經(jīng)濟、準確的檢測對于食品企業(yè)健康發(fā)展具有重要意義.通過列舉食品安全事件案例介紹了食品安全快速檢測技術在積極應對食品安全事件所起到的作用，并對快速檢測技術的未來發(fā)展方向包括免疫膠體金技術與讀卡器聯(lián)用、酶聯(lián)免疫技術的自動化和多領域化、化學發(fā)光免疫分析技術的精準化方面進行了綜述，闡明了食品安全快速檢測技術在食品安全監(jiān)管中的重要作用.

快速檢測技術;食品安全;監(jiān)管

1 建立健全食品安全快速檢測技術的目的和意義

民以食為天，人們對于飲食的習慣已經(jīng)從吃好、吃飽階段逐步過渡到吃安全、吃健康的階段.當今食品安全問題已成為全民關心，全球關注的重點、熱點問題.一個又一個食品安全事件擺在我們面前，食品安全問題威脅的不僅僅是消費者的生理健康，在心理上，人們對食品形成了很強的恐懼心理.據(jù)《中國青年報》報道，根據(jù)《衛(wèi)生部辦公廳關于2010年全國食物中毒事件情況的通報》調(diào)查，有82%的中國民眾擔心食品安全問題，有超過90%的受訪者曾經(jīng)在生活中遇到過食品安全問題.

鑒于單靠實驗室檢測方法和儀器難以即時、快速、全面地從源頭進行監(jiān)控，因此對于快速檢測技術和儀器及試劑的研發(fā)就有著特殊的意義.在檢測方法體系的構建上，從我國實際情況出發(fā)，也形成了“快速篩查方法”與“確證檢測方法”相結合的體系.食品安全快速檢測技術可以滿足對大量樣品檢測、縮短檢測周期、降低檢測費用的需求，這些需求確定了快速檢測技術在我國食品安全監(jiān)管工作中的重要地位，發(fā)展食品安全快速檢測技術是當前勢在必行的任務.

2 快速檢測技術在食品安全檢測中的應用

2.1 化學比色法

化學比色法是利用迅速產(chǎn)生明顯顏色的化學反應檢測待測物質(zhì)，可通過與標準比色卡比較進行目視定性或半定量分析.隨著檢測儀器的不斷發(fā)展，與其相配套的微型檢測儀器也相應出現(xiàn)，但此種方法局限于果蔬中有機磷的檢測，靈敏度也較低.

2.2 生物傳感器

利用生物物質(zhì)(如酶、蛋白質(zhì)、DNA、抗體、抗原等)作為識別元件，將生化反應轉變成可定量的物理、化學信號，從而能夠進行生命物質(zhì)和化學物質(zhì)檢測和監(jiān)控的裝置.目前生物傳感器技術處于研究和應用階段，尚未廣泛推廣使用.

2.3 蛋白質(zhì)芯片

蛋白質(zhì)芯片又稱蛋白質(zhì)微陣列.它是固相支持物表面按照預先設計的方法固定大量的探針蛋白，形成高密度排列的探針蛋白點陣.一個蛋白質(zhì)芯片可以容納一個蛋白質(zhì)家族所有成員或一種蛋白質(zhì)的所有變異體.但是，大量捕獲分子是制作芯片的一個瓶頸，因此想要進行現(xiàn)場篩選還比較困難.

2.4 酶抑制技術

酶抑制法以準確性高、檢測速度快、操作簡單、成本低等優(yōu)點得到廣泛應用.但是，使用此方法檢測某些蔬菜、水果中農(nóng)藥殘留的時候，會出現(xiàn)假陽性現(xiàn)象［1］，例如檢測韭菜、蒜苗等辛辣蔬菜時，產(chǎn)生嚴重的假陽性反應［2－3］，干擾檢測結果，給農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的監(jiān)管增加難度.

2.5 免疫標記法

通過對檢測物進行標記，并通過儀器或肉眼辨別的一種免疫分析方法.包括熒光免疫法，放射免疫法，酶聯(lián)免疫法，偶聯(lián)生物素－親和素系統(tǒng)的酶免法等.目前應用最廣泛的是酶聯(lián)免疫法，適合現(xiàn)場篩選，靈敏度高，特異性強.

3 快檢技術在食品安全事件中的應用

3.1 快檢技術在乳制品事件中的應用

繼“三鹿奶粉”事件后，2010年“三聚氰胺奶粉”又卷土重來，國家對嬰幼兒奶粉實施批批抽檢.我國目前乳制品中β-內(nèi)酰胺類抗生素殘留問題也十分嚴重，據(jù)統(tǒng)計，全國有15 000多家原料乳品收購站，幾乎是無儀器、無專業(yè)人才、無配套設施的“三無”單位.并且這些企業(yè)每天收奶少則幾十車，多則幾百車甚至更多，如果采用儀器檢測，每天僅能檢測約50個樣品，儀器檢測方法工作量大、成本高，對檢測人員及配套設施的要求極高，無法實現(xiàn)對收購乳品的批批檢測以及從養(yǎng)殖戶、收購站、乳企、流通環(huán)節(jié)各個環(huán)節(jié)的廣泛檢測.

快速檢測技術可檢測成百上千個樣本，試紙條檢測限(0.1～0.5×10－6)可與液相檢測方法匹配，并且可通過產(chǎn)品系統(tǒng)的升級—試紙卡+配套的PC機來實現(xiàn)更靈敏的檢測.試紙卡的使用不需要配備大型檢測儀器，可在現(xiàn)場進行，10 min之內(nèi)即可顯示檢測結果，結果直觀，即使非專業(yè)人員也能進行殘留定性結果的確定.試紙卡具有方便、快捷的檢測特點，適用于我國基層檢測實驗室、政府部門的市場監(jiān)控、臨時抽檢、排查工作中廣泛推廣使用.

3.2 快檢技術在“健美豬”事件中的應用

2011年3月15日，央視曝光“瘦肉精”事件，震驚全國.“健美豬”爬上央視“3·15”特別節(jié)目迅速在全國引起關注.據(jù)統(tǒng)計，我國某知名肉企每年約屠宰2 000多萬頭生豬，平均每天屠宰約5萬多頭，若通過儀器進行每個樣本檢測不僅耗時，并且成本太高.據(jù)了解，色譜儀一般每臺十幾萬元，氣—質(zhì)聯(lián)用儀則需要幾十萬甚至上百萬元，檢測一個樣品成本從幾百元到兩千元不等，而且樣本提取和凈化步驟等前處理比較費時，無法實現(xiàn)批批檢測的需求.

膠體金試紙條對每個樣本的檢測時間僅需3～5 min，平均每個樣本僅需幾元，符合企業(yè)檢測的需求.河南、山東、湖南等省市展開了瘦肉精檢測，試紙條現(xiàn)場檢測豬尿，試劑盒在實驗室對每批次豬肉樣品進行檢測，從源頭確保流通到市場的豬肉制品的安全性.

4 快檢技術的發(fā)展方向

近些年來，食品安全檢測已經(jīng)引起了人們的高度重視，使該領域取得了一定的發(fā)展，但仍存在一些問題.如無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理，檢測靈敏度有待提高，對檢測產(chǎn)品生產(chǎn)廠家沒有規(guī)范的管理，現(xiàn)有產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊等.

針對當前食品安全各種快速檢測技術的特點及各自存在的問題，可歸結出食品安全的快速檢測技術的總體發(fā)展趨勢如下.檢測靈敏度、速度、集約化要求越來越高;配套微型分析系統(tǒng)，體現(xiàn)智能化、精密化、遠程控制;通過新型檢測技術的開發(fā)滿足更多殘留檢測的要求;縮短樣本前處理時間.而對于一些具體檢測方法，我們可以根據(jù)其特點推測其發(fā)展方向.

4.1 免疫膠體金技術與讀卡器相結合

可經(jīng)過系統(tǒng)升級，與相配套的讀卡器或試紙卡的PC機相結合，通過配套的軟件來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析與管理.可檢測多種物質(zhì)，適用于多種試紙條規(guī)格.在檢測限范圍內(nèi)能夠給出定性、定量的結果.建立針對現(xiàn)場的快速檢測體系，對食品安全風險進行有效把控，建立可記錄、可存儲、可傳輸、可分析匯總、可追溯的食品安全檢測全程數(shù)據(jù)分析系統(tǒng).從食品生產(chǎn)加工企業(yè)的層面來講，系統(tǒng)的建立為食品生產(chǎn)、加工企業(yè)提供了可靠的食品安全的參考依據(jù)，確保了產(chǎn)品的質(zhì)量安全，保證了消費者的身心健康;從政府監(jiān)管機構層面來講，體系的建立為政府監(jiān)管監(jiān)控提供了可溯源的監(jiān)控依據(jù)，從而達到對所有與食品生產(chǎn)加工有關的過程的全程檢驗監(jiān)督(見圖1).

圖1 數(shù)據(jù)庫監(jiān)控Fig.1 Monitoring Database

4.2 酶聯(lián)免疫檢測技術

酶聯(lián)免疫檢測方法靈敏度基本滿足國內(nèi)外限量標準，達到大型分析檢測儀器的檢測標準，可滿足不同層次的檢測需求，實現(xiàn)檢測技術的優(yōu)化.酶聯(lián)免疫技術其他技術復合、聯(lián)用，如與化學發(fā)光技術聯(lián)用，制成化學發(fā)光免疫試劑盒，結合兩者的優(yōu)勢，更好地發(fā)揮快速準確、靈敏度高的優(yōu)勢.

4.2.1 酶聯(lián)免疫檢測技術的自動化

近年來，各種基于不同原理的全自動免疫測定分析儀在食品安全檢測中應用越來越多，不但減輕了實驗室人員的勞動強度，而且大大提高了測定的準確性和重復性.有些全自動酶免疫分析系統(tǒng)屬于開放式的，符合標準的各種品牌的ELISA試劑盒均可應用，這種儀器的檢測靈活性較好，也比較經(jīng)濟.目前這種全自動酶免疫分析系統(tǒng)多數(shù)用在醫(yī)學診斷領域，而在食品安全檢測領域尚未推廣開來，隨著食品安全逐漸被民眾所重視，酶聯(lián)免疫檢測技術的全自動化的推廣也將是今后食品安全快速檢測技術發(fā)展的新方向.

4.2.2 酶聯(lián)免疫檢測技術的多領域化

酶聯(lián)免疫檢測技術由于其具有檢測成本低、操作簡單、檢測靈敏度高等優(yōu)點，已廣泛被醫(yī)療診斷領域、獸殘檢測領域所推廣使用.在農(nóng)藥殘留檢測領域中，目前我國市場上酶聯(lián)免疫農(nóng)殘檢測試劑盒還不能實現(xiàn)國產(chǎn)化，能夠檢測的農(nóng)藥種類比較少，仍然全部依賴國外進口試劑盒［4］.目前，美國、日本等國家已經(jīng)開發(fā)出百余種農(nóng)藥酶聯(lián)免疫檢測試劑盒及便攜式測定儀器［5］，其靶分析物包括殺蟲劑、殺菌劑和除草劑.這種試劑盒配上便攜式分光光度計可實現(xiàn)野外定量快速測定，檢測靈敏度為0.03～25ppb.Gonzalez Martinez 等［6－7］設計了可以測定有機氯農(nóng)藥毒死蜱的代謝產(chǎn)物的基于單克隆抗體技術的免疫傳感器自動分析系統(tǒng)(見圖2)，對樣品的檢出限可以達到1 μg/L級別以下.

4.3 化學發(fā)光免疫分析技術的精準化

化學發(fā)光免疫分析(CLIA)是將特異性的抗原－抗體反應和高靈敏的化學發(fā)光檢測手段相結合建立起來的一種分析方法.目前有毒有害物質(zhì)殘留檢測發(fā)展呈兩大趨勢:一是殘留指標限量值的逐步降低;二是檢測技術趨向于高技術化、系列化、速測化、便攜化.因此化學發(fā)光免疫分析方法以其靈敏度高、試劑和偶聯(lián)物穩(wěn)定性好、線性范圍寬、儀器設備簡單、操作方便、分析快速和容易實現(xiàn)自動化等優(yōu)點，被認為是最具有潛力的一種非放射性標記免疫分析技術(見圖3).該技術在生物毒素檢測、病原微生物檢測、農(nóng)獸藥及環(huán)境污染物檢測領域中逐漸被推廣應用.在生物毒素檢測領域，Quan等［8］首次采用CLIA檢測食品中的伏馬菌素B1，檢測靈敏度為0.32 μg/L，最低檢測限0.09 μg/L，比常規(guī) ELISA 方法靈敏10倍;在病原微生物檢測領域，Karoonuthaisiri等［9］采用CLIA檢測牛奶中大腸桿菌和沙門桿菌，整個操作過程僅需1 h，檢測結果與普通ELISA相比無差別，而操作時間縮短3/4;在獸藥殘留檢測領域，Zhang等［10］建立的化學發(fā)光免疫分析技術檢測雞肉中的氯霉素的含量，檢測靈敏度比ELISA法提高10倍，此方法非常適合雞肉樣品中氯霉素的篩查;在農(nóng)藥殘留檢測領域，Chen等［11］建立了檢測蔬菜中敵敵畏的CLIA方法，檢測限達到0.42 ng/L，線性范圍在5～8000 ng/L之間，檢測時間短.CLIA廣泛應用于抗原、抗體和半抗原的免疫測定，將多種功能的蛋白基因構建在一起成為多功能抗體，可實現(xiàn)真正意義上的多項標志物同時檢測［12］，因此多組分食品中有毒有害物質(zhì)的協(xié)同檢測是CLIA未來的發(fā)展趨勢.

圖2 免疫傳感器檢測流路系統(tǒng)示意Fig.2 Scheme of immunoassay flow manifold

圖3 化學發(fā)光免疫分析儀工作原理Fig.3 Chemical luminescence immune analyzer working principle

5 結束語

總之，隨著科學技術的發(fā)展，食品安全的快速檢測方法在食品衛(wèi)生檢驗方面起著越來越重要的作用.從長遠的發(fā)展來看，免疫學、分子生物學、自動化和計算機技術的發(fā)展對建立更敏感快捷的食品安全檢測方法起到了積極促進作用。建立食品安全快速檢測方法，對食品生產(chǎn)、運輸、銷售過程中質(zhì)量的監(jiān)控具有十分重要的意義.這些快速檢測技術的推廣應用，不僅是對傳統(tǒng)的食品安全檢測技術的一個改進和提高，也使我們的食品質(zhì)量安全有了進一步的保證，從而推動食品工業(yè)更加健康、快速向前發(fā)展，也將改變?nèi)祟惖纳钯|(zhì)量，滿足人民提高健康水平的需要.

［1］沈海斌，樊曉青，郁樊敏，等.幾種蔬菜對酶的抑制率實驗初報［J］.上海蔬菜，2004(5):15－17.

［2］蒲曉亞，張貴安.乙酰膽堿脂酶抑制率法可快速檢測米面果蔬中有機磷農(nóng)藥殘留［J］.食品質(zhì)量安全與檢測，2008(8):53－55.

［3］李順，紀淑娟，孫煥.酶抑制法快速檢測蔬菜中有機磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留的研究現(xiàn)狀［J］.食品與藥品，2006，8(7):29－30.

［4］王亮.農(nóng)藥殘留快速檢測技術研究進展［J］.溫州農(nóng)業(yè)科技，2005(4):2－3.

［5］夏敏，王欣欣，楊文學，等.酶聯(lián)免疫技術快速測定蔬菜和水果中的農(nóng)殘［J］.現(xiàn)代科學儀器，2006(1):104.

［6］Gonzalez M M，Puchades R，Maquieira A，et al.Detection of Immunosensor in Food Samples［J］.Anal.Chim.Acta，1999，392(2):113－123.

［7］徐溢，張玉志，范偉，等.環(huán)境和食品中農(nóng)藥殘留快速檢測技術研究進展［J］.化學通報，2006，69:3－4.

［8］Quan Y，Zhang Y，Wang W，et al.A rapid and sensitive chemiluminescence enzyme-linked immunosorbent assay for the determination of fumonisin B1 in food samples［J］.Anal Chim Acta，2006，580:1 －8.

［9］Karoonuthaisiri N，Charlermroj R，Uawisetwathana U，et al.Development of antibody array for simultaneous detection of foodborne pathogens［J］.Biosens Bioelectron，2009，24(6):1641－1648.

［10］Zhang S，Zhang Z，Shi W，et al.Development of a chemiluminescent ELISA for determining chloramphenicol in chicken muscle［J］.J Agric Food Chem，2006，54(16):5718－5722.

［11］Chen X M，Lin Z J，Cai Z M，et al.Electrochemiluminescence detection of dichlorvos pesticide in luminol 3/CTAB medium［J］.Talanta，2008，76:1083 －1087.

［12］邱云青，李鳳琴.化學發(fā)光免疫分析技術在食品有害因素檢測中的應用［J］.國外醫(yī)學衛(wèi)生學分冊，2009，36(6):373.

(責任編輯:王 寬)

Applications of Rapid Detection Techniques in Food Safety Monitoring and New Development

WAN Yu-ping
(Beijing Kwinbon Biotechnology Co.，Ltd.，Beijing 102206，China)

Food safety has become a hot issue recently，thus how to perform rapid，economic and reliable food safety test is very significant for the development of related industries and companies.In this article，the role of rapid detection techniques in food safety were introduced by listing food safety events.The new development of rapid detection techniques in the future were introduced，including immune colloidal gold technique＆ card reader，automation and broad field of enzyme linked immunosorbent assay，and precision of chemiluminescence immunoassay.It shows that the food safety rapid detections play very important roles in the surveillance of food safety.

fast detection techniques;food safety;monitoring

TS207.3

A

1671-1513(2011)04-0001-05

2011－05－26

萬宇平，男，北京勤邦生物技術有限公司副總經(jīng)理兼研發(fā)總監(jiān)，主要從事食品安全快速檢測技術方面的研究.