快速检测技术在食品安全监管中的应用及发展新方向

万宇平

(北京勤邦生物技术有限公司，北京 102206)

快速检测技术在食品安全监管中的应用及发展新方向

万宇平

(北京勤邦生物技术有限公司，北京 102206)

食品安全已经成为全民关心的热点问题，如何对食品进行快速、经济、准确的检测对于食品企业健康发展具有重要意义.通过列举食品安全事件案例介绍了食品安全快速检测技术在积极应对食品安全事件所起到的作用，并对快速检测技术的未来发展方向包括免疫胶体金技术与读卡器联用、酶联免疫技术的自动化和多领域化、化学发光免疫分析技术的精准化方面进行了综述，阐明了食品安全快速检测技术在食品安全监管中的重要作用.

快速检测技术;食品安全;监管

1 建立健全食品安全快速检测技术的目的和意义

民以食为天，人们对于饮食的习惯已经从吃好、吃饱阶段逐步过渡到吃安全、吃健康的阶段.当今食品安全问题已成为全民关心，全球关注的重点、热点问题.一个又一个食品安全事件摆在我们面前，食品安全问题威胁的不仅仅是消费者的生理健康，在心理上，人们对食品形成了很强的恐惧心理.据《中国青年报》报道，根据《卫生部办公厅关于2010年全国食物中毒事件情况的通报》调查，有82%的中国民众担心食品安全问题，有超过90%的受访者曾经在生活中遇到过食品安全问题.

鉴于单靠实验室检测方法和仪器难以即时、快速、全面地从源头进行监控，因此对于快速检测技术和仪器及试剂的研发就有着特殊的意义.在检测方法体系的构建上，从我国实际情况出发，也形成了“快速筛查方法”与“确证检测方法”相结合的体系.食品安全快速检测技术可以满足对大量样品检测、缩短检测周期、降低检测费用的需求，这些需求确定了快速检测技术在我国食品安全监管工作中的重要地位，发展食品安全快速检测技术是当前势在必行的任务.

2 快速检测技术在食品安全检测中的应用

2.1 化学比色法

化学比色法是利用迅速产生明显颜色的化学反应检测待测物质，可通过与标准比色卡比较进行目视定性或半定量分析.随着检测仪器的不断发展，与其相配套的微型检测仪器也相应出现，但此种方法局限于果蔬中有机磷的检测，灵敏度也较低.

2.2 生物传感器

利用生物物质(如酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原等)作为识别元件，将生化反应转变成可定量的物理、化学信号，从而能够进行生命物质和化学物质检测和监控的装置.目前生物传感器技术处于研究和应用阶段，尚未广泛推广使用.

2.3 蛋白质芯片

蛋白质芯片又称蛋白质微阵列.它是固相支持物表面按照预先设计的方法固定大量的探针蛋白，形成高密度排列的探针蛋白点阵.一个蛋白质芯片可以容纳一个蛋白质家族所有成员或一种蛋白质的所有变异体.但是，大量捕获分子是制作芯片的一个瓶颈，因此想要进行现场筛选还比较困难.

2.4 酶抑制技术

酶抑制法以准确性高、检测速度快、操作简单、成本低等优点得到广泛应用.但是，使用此方法检测某些蔬菜、水果中农药残留的时候，会出现假阳性现象［1］，例如检测韭菜、蒜苗等辛辣蔬菜时，产生严重的假阳性反应［2－3］，干扰检测结果，给农产品质量安全的监管增加难度.

2.5 免疫标记法

通过对检测物进行标记，并通过仪器或肉眼辨别的一种免疫分析方法.包括荧光免疫法，放射免疫法，酶联免疫法，偶联生物素－亲和素系统的酶免法等.目前应用最广泛的是酶联免疫法，适合现场筛选，灵敏度高，特异性强.

3 快检技术在食品安全事件中的应用

3.1 快检技术在乳制品事件中的应用

继“三鹿奶粉”事件后，2010年“三聚氰胺奶粉”又卷土重来，国家对婴幼儿奶粉实施批批抽检.我国目前乳制品中β-内酰胺类抗生素残留问题也十分严重，据统计，全国有15 000多家原料乳品收购站，几乎是无仪器、无专业人才、无配套设施的“三无”单位.并且这些企业每天收奶少则几十车，多则几百车甚至更多，如果采用仪器检测，每天仅能检测约50个样品，仪器检测方法工作量大、成本高，对检测人员及配套设施的要求极高，无法实现对收购乳品的批批检测以及从养殖户、收购站、乳企、流通环节各个环节的广泛检测.

快速检测技术可检测成百上千个样本，试纸条检测限(0.1～0.5×10－6)可与液相检测方法匹配，并且可通过产品系统的升级—试纸卡+配套的PC机来实现更灵敏的检测.试纸卡的使用不需要配备大型检测仪器，可在现场进行，10 min之内即可显示检测结果，结果直观，即使非专业人员也能进行残留定性结果的确定.试纸卡具有方便、快捷的检测特点，适用于我国基层检测实验室、政府部门的市场监控、临时抽检、排查工作中广泛推广使用.

3.2 快检技术在“健美猪”事件中的应用

2011年3月15日，央视曝光“瘦肉精”事件，震惊全国.“健美猪”爬上央视“3·15”特别节目迅速在全国引起关注.据统计，我国某知名肉企每年约屠宰2 000多万头生猪，平均每天屠宰约5万多头，若通过仪器进行每个样本检测不仅耗时，并且成本太高.据了解，色谱仪一般每台十几万元，气—质联用仪则需要几十万甚至上百万元，检测一个样品成本从几百元到两千元不等，而且样本提取和净化步骤等前处理比较费时，无法实现批批检测的需求.

胶体金试纸条对每个样本的检测时间仅需3～5 min，平均每个样本仅需几元，符合企业检测的需求.河南、山东、湖南等省市展开了瘦肉精检测，试纸条现场检测猪尿，试剂盒在实验室对每批次猪肉样品进行检测，从源头确保流通到市场的猪肉制品的安全性.

4 快检技术的发展方向

近些年来，食品安全检测已经引起了人们的高度重视，使该领域取得了一定的发展，但仍存在一些问题.如无法实现数据处理，检测灵敏度有待提高，对检测产品生产厂家没有规范的管理，现有产品质量良莠不齐等.

针对当前食品安全各种快速检测技术的特点及各自存在的问题，可归结出食品安全的快速检测技术的总体发展趋势如下.检测灵敏度、速度、集约化要求越来越高;配套微型分析系统，体现智能化、精密化、远程控制;通过新型检测技术的开发满足更多残留检测的要求;缩短样本前处理时间.而对于一些具体检测方法，我们可以根据其特点推测其发展方向.

4.1 免疫胶体金技术与读卡器相结合

可经过系统升级，与相配套的读卡器或试纸卡的PC机相结合，通过配套的软件来实现数据的分析与管理.可检测多种物质，适用于多种试纸条规格.在检测限范围内能够给出定性、定量的结果.建立针对现场的快速检测体系，对食品安全风险进行有效把控，建立可记录、可存储、可传输、可分析汇总、可追溯的食品安全检测全程数据分析系统.从食品生产加工企业的层面来讲，系统的建立为食品生产、加工企业提供了可靠的食品安全的参考依据，确保了产品的质量安全，保证了消费者的身心健康;从政府监管机构层面来讲，体系的建立为政府监管监控提供了可溯源的监控依据，从而达到对所有与食品生产加工有关的过程的全程检验监督(见图1).

图1 数据库监控Fig.1 Monitoring Database

4.2 酶联免疫检测技术

酶联免疫检测方法灵敏度基本满足国内外限量标准，达到大型分析检测仪器的检测标准，可满足不同层次的检测需求，实现检测技术的优化.酶联免疫技术其他技术复合、联用，如与化学发光技术联用，制成化学发光免疫试剂盒，结合两者的优势，更好地发挥快速准确、灵敏度高的优势.

4.2.1 酶联免疫检测技术的自动化

近年来，各种基于不同原理的全自动免疫测定分析仪在食品安全检测中应用越来越多，不但减轻了实验室人员的劳动强度，而且大大提高了测定的准确性和重复性.有些全自动酶免疫分析系统属于开放式的，符合标准的各种品牌的ELISA试剂盒均可应用，这种仪器的检测灵活性较好，也比较经济.目前这种全自动酶免疫分析系统多数用在医学诊断领域，而在食品安全检测领域尚未推广开来，随着食品安全逐渐被民众所重视，酶联免疫检测技术的全自动化的推广也将是今后食品安全快速检测技术发展的新方向.

4.2.2 酶联免疫检测技术的多领域化

酶联免疫检测技术由于其具有检测成本低、操作简单、检测灵敏度高等优点，已广泛被医疗诊断领域、兽残检测领域所推广使用.在农药残留检测领域中，目前我国市场上酶联免疫农残检测试剂盒还不能实现国产化，能够检测的农药种类比较少，仍然全部依赖国外进口试剂盒［4］.目前，美国、日本等国家已经开发出百余种农药酶联免疫检测试剂盒及便携式测定仪器［5］，其靶分析物包括杀虫剂、杀菌剂和除草剂.这种试剂盒配上便携式分光光度计可实现野外定量快速测定，检测灵敏度为0.03～25ppb.Gonzalez Martinez 等［6－7］设计了可以测定有机氯农药毒死蜱的代谢产物的基于单克隆抗体技术的免疫传感器自动分析系统(见图2)，对样品的检出限可以达到1 μg/L级别以下.

4.3 化学发光免疫分析技术的精准化

化学发光免疫分析(CLIA)是将特异性的抗原－抗体反应和高灵敏的化学发光检测手段相结合建立起来的一种分析方法.目前有毒有害物质残留检测发展呈两大趋势:一是残留指标限量值的逐步降低;二是检测技术趋向于高技术化、系列化、速测化、便携化.因此化学发光免疫分析方法以其灵敏度高、试剂和偶联物稳定性好、线性范围宽、仪器设备简单、操作方便、分析快速和容易实现自动化等优点，被认为是最具有潜力的一种非放射性标记免疫分析技术(见图3).该技术在生物毒素检测、病原微生物检测、农兽药及环境污染物检测领域中逐渐被推广应用.在生物毒素检测领域，Quan等［8］首次采用CLIA检测食品中的伏马菌素B1，检测灵敏度为0.32 μg/L，最低检测限0.09 μg/L，比常规 ELISA 方法灵敏10倍;在病原微生物检测领域，Karoonuthaisiri等［9］采用CLIA检测牛奶中大肠杆菌和沙门杆菌，整个操作过程仅需1 h，检测结果与普通ELISA相比无差别，而操作时间缩短3/4;在兽药残留检测领域，Zhang等［10］建立的化学发光免疫分析技术检测鸡肉中的氯霉素的含量，检测灵敏度比ELISA法提高10倍，此方法非常适合鸡肉样品中氯霉素的筛查;在农药残留检测领域，Chen等［11］建立了检测蔬菜中敌敌畏的CLIA方法，检测限达到0.42 ng/L，线性范围在5～8000 ng/L之间，检测时间短.CLIA广泛应用于抗原、抗体和半抗原的免疫测定，将多种功能的蛋白基因构建在一起成为多功能抗体，可实现真正意义上的多项标志物同时检测［12］，因此多组分食品中有毒有害物质的协同检测是CLIA未来的发展趋势.

图2 免疫传感器检测流路系统示意Fig.2 Scheme of immunoassay flow manifold

图3 化学发光免疫分析仪工作原理Fig.3 Chemical luminescence immune analyzer working principle

5 结束语

总之，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.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。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.这些快速检测技术的推广应用，不仅是对传统的食品安全检测技术的一个改进和提高，也使我们的食品质量安全有了进一步的保证，从而推动食品工业更加健康、快速向前发展，也将改变人类的生活质量，满足人民提高健康水平的需要.

［1］沈海斌，樊晓青，郁樊敏，等.几种蔬菜对酶的抑制率实验初报［J］.上海蔬菜，2004(5):15－17.

［2］蒲晓亚，张贵安.乙酰胆碱脂酶抑制率法可快速检测米面果蔬中有机磷农药残留［J］.食品质量安全与检测，2008(8):53－55.

［3］李顺，纪淑娟，孙焕.酶抑制法快速检测蔬菜中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留的研究现状［J］.食品与药品，2006，8(7):29－30.

［4］王亮.农药残留快速检测技术研究进展［J］.温州农业科技，2005(4):2－3.

［5］夏敏，王欣欣，杨文学，等.酶联免疫技术快速测定蔬菜和水果中的农残［J］.现代科学仪器，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，张玉志，范伟，等.环境和食品中农药残留快速检测技术研究进展［J］.化学通报，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，李凤琴.化学发光免疫分析技术在食品有害因素检测中的应用［J］.国外医学卫生学分册，2009，36(6):373.

(责任编辑:王 宽)

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

万宇平，男，北京勤邦生物技术有限公司副总经理兼研发总监，主要从事食品安全快速检测技术方面的研究.