徐杰　王昀（山東省安丘市檢驗(yàn)檢測中心，山東安丘　262100）

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生物傳感器及其在食品檢測中的應(yīng)用

徐杰王昀
（山東省安丘市檢驗(yàn)檢測中心，山東安丘262100）

【摘 要】近年來，食品的污染情況越來越嚴(yán)重，一些生物和化學(xué)類的污染現(xiàn)象越加明顯，這就對(duì)食品當(dāng)中污染物的檢測方式及技術(shù)等提出了更高的要求。生物傳感器就是一種用于食品檢測的現(xiàn)代化儀器，其主要是通過酶、細(xì)胞器以及免疫制劑等生物識(shí)別元件產(chǎn)生相應(yīng)的生化反應(yīng)，可直接接收電、熱及光等元素對(duì)相應(yīng)的生化物質(zhì)實(shí)施檢測，以此來保障食品的安全性。本文針對(duì)生物傳感器及其在食品檢測當(dāng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析，并為此簡要論述以供參考。

【關(guān)鍵詞】生物傳感器食品檢測應(yīng)用

目前，食品質(zhì)量的安全問題開始受到社會(huì)各界的高度重視，以往那種普遍的化學(xué)檢測已經(jīng)很難真正滿足食品檢測的需求。在這種需求背景之下，很多方便、準(zhǔn)確、成本節(jié)省的檢測方式被推出，并廣泛的運(yùn)用在食品的安全檢測工作當(dāng)中，生物傳感器就是其中一種較為迅速且靈敏的檢測儀器，直接成為當(dāng)前食品快速檢測技術(shù)的主要研究方向。生物傳感器集合了現(xiàn)代電子技術(shù)和生物技術(shù)為一體，是一種全新的高科技產(chǎn)品，在應(yīng)用方面具有極為深遠(yuǎn)的意義。

1　生物傳感器概述及其原理分析

1.1概述

生物傳感器蘊(yùn)含了當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的標(biāo)志性技術(shù)，其所采用的傳感技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中都發(fā)揮出了極其重要的功能作用，成為當(dāng)代信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要支柱。生物傳感器主要是將生物感應(yīng)元件所特有的敏感及專一性和傳導(dǎo)器相互結(jié)合，再通過多種生物材料及代謝產(chǎn)物等專門用于檢測和識(shí)別生物的化學(xué)成分［1］。目前生物傳感器被廣泛的應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)和食品信息的檢測方面，將被檢測物和分子識(shí)別元件的特異性有效結(jié)合起來，檢測物在進(jìn)入到生物活性材料后將產(chǎn)生化學(xué)及物理的反應(yīng)，由此借助換能器將其轉(zhuǎn)換為可定量和可處理的多種信號(hào)類型等，然后通過電路進(jìn)行處理，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)被測物的有效檢測。

1.2原理及特點(diǎn)

生物傳感器本身在結(jié)構(gòu)上具體包含了兩個(gè)方面：（1）識(shí)別部件，這部分部件主要源自生物體分析、個(gè)體細(xì)胞分析以及組織部分的識(shí)別組件，其中包括了酶、細(xì)胞、微生物以及抗原、抗體等等。（2）轉(zhuǎn)換部件，這一部件能夠真正實(shí)現(xiàn)對(duì)物理信號(hào)的有效轉(zhuǎn)換，其主要由光學(xué)和電化學(xué)兩種檢測元件組成，比如熱電、光電壓電原件以及離子敏場效應(yīng)等等，其他多為輔助的部件，專門用于完成系統(tǒng)測量的控制性功能。

生物傳感器本身具有多種特點(diǎn)，其選擇性較好、操作起來簡單便捷，并且可將其重復(fù)使用。其專一性良好，具有較強(qiáng)的可選擇特異性，一般不會(huì)受到外界的干擾。使用起來可直接采用固定化的生物活性物質(zhì)作為主要催化劑，且對(duì)于一些比較貴重的檢測試劑，還可進(jìn)行反復(fù)的使用。實(shí)施檢測的速度非?？?，能夠在特定的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)特定成分的檢測工作，檢測的準(zhǔn)確度較高，誤差?。?］。最主要的是其檢測的成本偏低，因?yàn)榭茖W(xué)技術(shù)的進(jìn)步，促使其多種生物化學(xué)的試劑成本得以顯著降低，其通過多次連續(xù)性的測試，所需要的成本費(fèi)用非常低廉。

2　生物傳感器在食品檢測中的具體應(yīng)用

2.1應(yīng)用于食品微生物檢測

食品的安全檢測非常復(fù)雜，采用生物傳感器能夠極大的提升檢測分析的速度及靈敏度，促使整個(gè)檢測的過程變得非常簡便。采用生物傳感器檢測食品，其中包含了多項(xiàng)檢測操作，其中的微生物檢測非常重要，因?yàn)槲⑸锉旧硭a(chǎn)生的毒素對(duì)于食品的安全造成了嚴(yán)重的威脅，有多起食物中毒事件的發(fā)生原因都和微生物有關(guān)，而生物傳感器就能夠?qū)κ称樊?dāng)中的微生物展開良好的監(jiān)測。近幾年，國內(nèi)外學(xué)者采用基因芯片對(duì)食品當(dāng)中的致病菌種進(jìn)行深入分析，檢測并鑒別了其中多種特異性菌種，然后通過設(shè)計(jì)通用引物的方式擴(kuò)增細(xì)菌核糖體，并直接將其擴(kuò)增物和包含探針的低密度芯片進(jìn)行了雜交，從而由此實(shí)現(xiàn)對(duì)多種微生物實(shí)施檢查的目的。

2.2應(yīng)用于食品藥物殘留檢測

近年來，人們對(duì)于食品的健康安全意識(shí)越來越明顯，針對(duì)食品當(dāng)中所包含的農(nóng)藥和獸藥殘留物也更加的重視和關(guān)注，因此食品當(dāng)中藥物殘留物的快速檢測成為主要研究發(fā)展的方向?；诿庖咴淼纳飩鞲衅骺沙浞值倪\(yùn)用在對(duì)食品藥物殘留的檢測工作當(dāng)中，比如將單克隆抗體應(yīng)用蛋白A法將其固定在壓電晶體上的金電極表面，而被檢測物中的莠去津所具備的吸附效果將引發(fā)石英晶體的震蕩頻率發(fā)生明顯的改變。由此可根據(jù)其頻率的變化來對(duì)被檢測物的濃度進(jìn)行檢測，其檢測的下限可達(dá)到1.5ng/ml。通過這一實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，將莠去津固定在壓電晶體上，以此采取間接的方式對(duì)莠去津進(jìn)行測定，其檢測的下限可達(dá)到0.025ng/ml的數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)。

2.3應(yīng)用于食品激素檢測

通常在一些肉類的食品當(dāng)中所積累和殘留的激素相對(duì)較多，以往對(duì)此類激素所采取的檢測方式主要是免疫學(xué)的方法［3］。其中酶聯(lián)免疫吸附就是一種極為重要的方式，其主要是利用抗原和抗體的特異性免疫反應(yīng)及酶的催化作用來檢測食品中的激素殘留物。國內(nèi)對(duì)于食品激素殘留的檢測方式研究真正取得了較為顯著的效果，相關(guān)研究人員根據(jù)競爭酶免疫反應(yīng)的原理設(shè)計(jì)出食品激素殘留檢測的傳感器，這一傳感器也被成為乙烯雌酚傳感器。主要是由乙烯雌酚抗體膜和過氧化氫電極兩者組合而成，可直接將一定量過氧化氫酶所標(biāo)記的乙烯雌酚加入被檢測物當(dāng)中，這樣不論是已標(biāo)記的還是未標(biāo)記的乙烯雌酚都將和膜上的乙烯雌酚抗體產(chǎn)生明顯的競爭反應(yīng)。最后直接對(duì)酶標(biāo)乙烯雌酚和抗體兩者的結(jié)合率進(jìn)行檢測，即可得出食品當(dāng)中所包含的乙烯雌酚的具體含量。

3　結(jié)語

綜上所述，科學(xué)技術(shù)不斷前進(jìn)的步伐，為生物傳感器的研究和發(fā)展帶來巨大的發(fā)展機(jī)遇，多種全新的生物傳感器系統(tǒng)被推出并廣泛的應(yīng)用在人們的生活當(dāng)中，特別是在醫(yī)學(xué)、食品及基因等檢測方面所發(fā)揮的作用越來越重要。其中，將生物傳感器技術(shù)應(yīng)用在食品安全的檢測當(dāng)中，能夠有效的保障食品的健康安全性，對(duì)于人們的健康而言意義重大。

參考文獻(xiàn)：

［1］蔣雪松，許林云，盧利群，沈飛，周宏平.生物傳感器在食品污染物檢測中的應(yīng)用研究進(jìn)展［J］.食品科學(xué)，2013，23:357-362.

［2］石亞麗，袁濤，任婷婷，李書國.生物傳感器在食品安全快速檢測中應(yīng)用研究［J］.糧食與油脂，2012，02:5-9.

［3］白冰，趙玲，王程程，李敏通，李延斌，胡耀華.生物傳感器在檢測食品品質(zhì)及其質(zhì)量安全中的應(yīng)用［J］.食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào)，2012，05: 414-420.

作者簡介：徐杰（1987—），女，山東濰坊人，工作單位：山東省安丘市檢驗(yàn)檢測中心，職務(wù)：科員，研究方向：食品科學(xué)。