食品安全对检验、检测科学仪器的需求
时间:2019-02-20 阅读:1084
1. 不同的检测、检验和监测目标物对科学仪器设备的需求
与食品安全紧密关联的有害、有毒物和可疑物为:农药兽药及其它有害化合物残留、有毒有害元素、致病菌、转基因产品等、现逐一概述如下。
1.1 检测农药残留的仪器
农药残留可依化学组分和结构划分,现按其所需分析检测仪器的适配性分述如下。
1.1.1 有机氯农残检测的仪器
广为采用配以电子捕获检测器气相色谱仪(GC-ECD),具有高灵敏度、高分离、定量准确等优点。当基质或成分较复杂时,根据GC的保留时间很难定性,则要用质谱检测器,借助选择离子检测(SIM)模式来定性,即使用气/质联用仪(GC-MS)甚至GC-MS-MS仪。
1.1.2 有机磷农残检测的仪器
广泛使用配以火焰光度检测器(FPD)或氮磷检测器(NPD)及ECD的气相色谱仪检测,并用GC-MS准确定性。对于高沸点或热不稳定性的有机磷农残,应该用配以紫外—可见光检测器的液相色谱仪(HPLC-UV)。美国AOAC的有机磷农残检测标准方法即使用HPLC。近年来也有使用液/质联用仪(LC-MS)进行有机磷多残留分析。
1.1.3 氨基甲酸酯农残检测的仪器
对于热稳定性较高的氨基甲酸酯农残,可用气相色谱仪检测(GC-FID/NPD/ECD),但大多氨基甲酸酯农药热稳定性差,所以广泛采用柱后衍生,配用荧光检测器的液相色谱仪(HPLC-FLD)。对于基质复杂的样品,HPLC的峰分离有诸多困难,故近年来以液/质联用仪(LC-MS)作为优选的手段。
1.1.4 除草剂农残检测的仪器
广泛采用GC-ECD或GC-NPD,常用HPLC弥补GC的不足,用配有APCL源的HPLC-MS和GC-MS-MS确证。
综上所述,农药残留检测仪器主要是配有各种检测器的GC,辅以HPLC,一般用GC-MS定性和确证。基质复杂时用LC-MS甚至用GC-MS-MS确证。
当今农药多残留检测得到世界发达国家高度重视,2006年我国发布了8项植动物源性食品中651种农药多残留检测方法的国家标准。所用的样品前处理技术各异,但所用的仪器均为GC-MS或LC-MS-MS。
1.2 检测兽药、渔药残留的仪器
兽药和渔药大致可分15类,检测的方法和仪器分述如下
1.2.1 检测β—内酰胺类抗生素残留的仪器
绝大多数采用HPLC,残留物的确证靠LC-MS和LC-MS-MS,取代了以往曾使用过的GC-MS仪器和方法。
1.2.2 检测氨基糖苷类抗生素残留的仪器
除了庆大霉素可用GC-ECD仪器检测外,绝大多数该类抗生素残留检测靠HPLC-FLD。LC-MS-MS主要用于牛奶样品中抗生素残留的确证。
1.2.3 检测大环内酯抗生素残留的仪器
曾用薄层色谱(TLC)和GC检测,现今已被HPLC替换了。部份可用GC-MS检测和确认,但绝大多数需用LC-MS-MS检测和确证。
1.2.4 检测四环素族抗生素残留的仪器
采用杯碟法准确、经济,但无法分辨结构,所以当今均采用杯碟筛选出阳性样品,再用HPLC和LC-MS-MS确证。
1.2.5 检测胺苯醇类抗生素残留的仪器
可用GC-ECD和酶标仪(ELISA)检测。用GC-MS(NCI)GC-MS-MS、HPLC-MS-MS 确证。
1.2.6 检测磺胺类残留的仪器
可用微生物抑制法筛选,用酶标仪配合试剂盒检测,但用的基本的还是HPLC-UV/FID、GC-MS、HPLC-MS和HPLC-MS-MS
1.2.7 检测喹喏酮类残留的仪器
尽管曾用过TLC仪和荧光光谱仪(FID)及GC-MS仪,但目前一般都用HPLC-FID/UV、HPLC-MS和HPLC-MS-MS仪进行定性和定量。
1.2.8 检测硝基咪唑类残留的仪器
虽然可用GC-NPD和GC-MS(NCI)检测,但是大多还是靠HPLC-UV和HPLC-MS-MS检测和确证。
1.2.9 检测硝基呋喃类残留的仪器
以前用HPLC-UV仪检测,因灵敏度不高,且不能定性,所以现已改用HPLC-MS和HPLC-MS-MS。
1.2.10 检测激素与其他生长促进剂残留的仪器
可用HPLC-UV检测,但灵敏度低,当今已改用GC-MS和GC-MS-MS,并进一步过渡到采用HPLC-MS,甚至HPLC-MS-MS。
1.2.11 检测甲状腺抑制剂残留的仪器
常用HPLC和TLC,并进一步过渡到采用GC-MS和HPLC-MS。
1.2.12 检测β-受体激动剂残留的仪器
常用HPLC-UV/FLD/PAD/电化学检测器,也可用GC-MS、毛细管电泳仪(CE)和HPLC-MS及HPLC-MS-MS。
1.2.13 检测驱虫药残留的仪器
主要靠HPLC-UV/FLD和HPLC-MS及HPLC-MS-MS。
1.2.14 检测镇静剂类残留的仪器
可采用的仪器比较多,包括HPLC、GC、TLC、GC-MS和HPLC-MS以及ELISA。
1.2.15 检测染料类残留的仪器
可采用UV、GC-MS、HPLC和HPLC-MS-MS。
兽药多残留检测近年来在上得到高度重视,我国于2006年发布了25项动物源性食品中118种兽药残留检测方法的国家标准,其中18项属于多残留分析方法,均用LC-MS-MS。
综上所述,参考AOAC、CAC、欧盟、日本和我国的国标,显然兽药残留检测的仪器设备比农药残留检测的仪器挡次更高。上述色谱仪和色/质联用仪的主要生产厂家:
(a)GC、GC-MS、GC-MS-MS的国外生产厂家有Agilent、Shimazu、Thermo、Perkinelmer 、Varian等;国内主要生产厂家有,北京东西电子、上海精科、天美和北分等,但尚无GC-MS-MS国产品。
(b) HPLC、HPLC-MS、HPLC-MS-MS的国外生产厂家有waters、Thermo、ABI,Agilent、Shimazu、Perkelmer 、Dionex、Varian等;国内仅能生产HPLC,主要厂家有北京东西电子、北分、上海精科、伍丰、浙江温岭、大连依利特等。
1.3 检测有毒有害元素及其价态分析的仪器
经典的采用原子吸收光谱仪(AAS),配上火焰和石墨炉,可检测元素痕量级的水平。我国具有自主知识产权的原子荧光光谱仪(AFS),可用于检测砷、铅、汞、锡、硒、锗、锑等元素,灵敏度高、检出限低、并可多元素同时检测,且价廉。近几年来,电感耦合等离子发射光谱—质谱联用仪(ICP-MS),以具有*的灵敏度,检出限可达ng/ml级水平引起重视。
鉴于同一种元素的价态(形态)不同,毒性差异很大,所以近年来对元素价态检测很受关注,国外多采用HPLC-AAS、GC-AAS、HPLC-ICP-MS以及CE-ICP-MS仪,后二种联用技术与仪器虽相当,但价格很贵。近几年我国研发成功并已批量生产的LC-AFS联用仪,灵敏度、检出限均能满足农产品、食品安全检测的要术,且价廉,很适合农产品质检中心、站选用。
上述仪器生产厂家:
(a)AAS,国外主要的生产厂家为:Thermo、perkinElemer、Shimazu 、Varian、 jena AG等。国内有北京普析、东西电子、瑞利,上海精科、光谱、天美等。
(b)Icp、Icp-MS的国外主要生产厂家是:Thermo、perkinElemer、 Shimazu 、Agilent、Varian等;国内尚无批量生产的厂家。
(c)AFS目前只有我国生产,厂家为北京吉天、海光、瑞利等,其中吉天等还生产LC-AFS元素价态检测仪。
1.4 致病菌检验和细菌鉴定的仪器
据统计表明,食源性疾病暴发事件中,有31%以上是微生物(致病菌)引发的,所以农产品、食品安全检测中,对致病菌的检测应充分予以关注。至今细菌鉴定、致病菌检验的方法有三大类:传统方法、传统法基础上的数值化方法、化学及分子生物学的方法,每一类又派生出几种方法及检验仪器。我国以往多用传统的方法,即将带菌样品培养后根据镜检细菌形态特征,分析和检测细菌。近几年来,大量引进国外已广泛应用的新方法和仪器。
(1)根据不同细菌对不同碳源的代谢利用率进行自动鉴定和检验,这属于数值化方法和仪器,如API、ATB、VITEK等系统。
(2)利用抗原和抗体间专一性结合反应,进行免疫反应分析,进行致病菌检验,其中以酶联荧光免疫分析(ELFIA)为代表,如VIDAS系统。
(3)运用基因检测技术检测病原菌和鉴定细菌,如杜邦的BAX系统和用于进行菌种鉴定、分型和溯源的RP(Ridopvinter)系统。
(4)基于表面等离子谐振(SPR)生物传感器开发出来的致病菌检定系统,如Biacore系统。
(5)基于生物芯片技术平台,使用致病菌检测试剂盒,检测致病菌,如我国博奥生物开发出可检测12种食源性致病菌的生物芯片检测系统。
(6)根据不同细菌具有特征性的脂肪酸图谱进行细菌鉴定,如安捷伦开发的系统。
致病菌检验和细菌自动鉴定系统的生产厂家有:Biomerieux、Dupont,Biologe、Agilant、GE Heailhcare等;国内以往只能生产抑菌圈测定仪和菌落计数器,近几年也出现博奥等厂家,能生产致病菌检测系统。