(5)流式細胞術(FCM)檢測技術,是用流式細胞儀對細胞懸液進行自動快速定量分析和分選的新技術,具有速度快、精確度高、記數細胞量大以及參數分析等全麵測量細胞和分選細胞等優點。現在該技術已經能夠檢測純化的DNA可達pg級水平,在10min內可以完成數據的收集和分析。FCM目前已經發展到可測定DNA片段的大小,被認為是一種鑒定細菌很有發展潛力的技術。另外FCM結合免疫熒光抗體檢測技術更能促進病原菌的特異性快速檢測。
(6)腸杆菌快速測定儀,是快速檢測大腸杆菌生化反應的色原及成套鑒定係統(Chromogenic or fluorescence substrates for rapid identification of bacteria)。以API為代表的細菌生化反應的成套係統中,已用新型的色原或熒光底物代替傳統的糖類和氨基酸。此種底物係由色原(呈色)或熒光與糖類或氨基酸人工合成。底物無色,經細菌的細胞內或細胞外酶的作用而釋放出色原(呈色)或熒光,優點是特異性強、反應迅速、易於自動化檢測,明顯提高了細菌生化反應的準確性。
(7)微生物總數快速測定儀(又名ATP熒光儀),是專門設計用於快速檢測微生物數量的測定儀器。用於分析從微生物中提取的ATP,為在數分鍾內檢測微生物提供了一種簡便而靈敏的方法。它簡單實用,能快速和方便地得到微生物的增長水平,及時采取有效措施控製微生物的繁殖,這樣就可以防止由於微生物大量繁殖而引發的一係列問題。
(五)食源性致病微生物生物傳感器檢測技術
生物傳感科學是一門新興的交叉學科,主要是生物工程和各種技術學科的相互滲透。由生物活性物質作敏感元件,配上適當的換能器所構成的分析工具(或分析係統)稱為生物傳感器。從1962年Clark和Lyons最先提出生物傳感器的設想距今已有40年。生物傳感器在發酵工藝、環境監測、食品工程、臨床醫學、軍事及軍事醫學等方麵得到了深度重視和廣泛應用。生物傳感器是由固定化的生物材料及與其密切配合的換能器組成的分析工具或係統,換能器把生化信號轉換成可定量的電信號。生物分子具有能夠識別並非常特異地結合單一化合物或一小族化合物的性質。已用於生物傳感器的生物分子是酶、抗體、完整的器官和組織。將生物分子用於傳感器所提供的優點是特異性,其次是靈敏度。這可以構成能區分類似分子並檢測其中一種具有經濟上重要性的物質的探測器的基礎。某些酶的高周轉率導致放大效應。放大效應提高檢測的靈敏度。
目前已經商品化的傳感器有酶傳感器、免疫傳感器、微生物傳感器、DNA雜交傳感器、細胞器傳感器、仿生傳感器、分子印跡傳感器等。但是傳感器的敏感性方麵需要進一步研究。其中光纖DNA生物傳感器是DNA生物傳感器中發展最晚,技術最新的一類,它的作用機理是利用石英的表麵特性先接上一個連接物,然後將ssDNA或cDNA連接在光纖端麵下,與目的基因進行雜交,雜交後的雙鏈DNA經雜交嵌合劑產生的光效應而被檢測。目前光纖傳感器已經應用到測定汙染食品中的大腸杆菌O157:H7、金黃色葡萄球菌、鼠傷寒沙門氏菌。
(六)毒素檢測新技術
1.食品中微生物毒素的檢測
有些微生物在食品中生長繁殖,產生大量的毒素,存在於食品中,如細菌毒素、黴菌毒素等,這些毒素常引起食物中毒。
隨著科學的進步,檢測手段日益先進,食品中微生物毒素的檢測方法得到了快速發展。儀器分析檢測方法主要有:液相色譜法(LC)、高效液相色譜法(HPLC)和近年來新發展起來的質譜檢測(MASS)等;免疫學檢測方法主要有:放射免疫法(RIA)、熒光免疫技術、酶聯免疫吸附法(ELISA)、免疫印跡技術及免疫膠體金技術等。
2.食品中產毒微生物的檢測
隨著分子生物學技術的發展與應用、細菌分子遺傳學研究的進展,可通過毒素基因檢測來檢測食品中的產毒微生物,從而評價食品的衛生質量。如核酸探針法、PCR方法、基因芯片技術、環介導等溫擴增技術等。
三、重金屬檢測新技術和方法
重金屬是有毒的、難以降解並具有潛在危害性的環境汙染物,在農畜等產品中有不同程度的殘留,具有隱蔽性、長期性和不可逆的特點,可通過食物鏈的生物放大作用進入人體並在人體內長期積累,對人類健康構成嚴重威脅。因此,需要加強對農產品重金屬殘留的檢測。傳統的重金屬檢測方法,如原子吸收光譜分析、電感耦合等離子發射光譜分析等需要大型昂貴的分析儀器,無法用於現場檢測,且費用較高、檢測時間長,難以適應環境及農畜產品的現場抽查及產品進出口快速通關的要求。
(一)原子吸收分光光度法
原子吸收分光光度法包括冷原子吸收法、火焰原子吸收分光光度法(FAAS)、石墨爐原子吸收分光光度法(GFAAS)、氫化物-原子吸收法。
1.冷原子吸收法
此法專用於汞(Hg)的測定,主要是利用汞在常溫下蒸氣壓較高和在空氣中不易氧化的特點,將樣品消化後還原生成Hg,用載氣將汞蒸氣吹出,通過石英吸收池,汞蒸氣對汞空心陰極燈的輻射產生吸收,從而達到定量分析的目的。
2.火焰原子吸收分光光度法(FAAS)
將含待測元素的樣品溶液噴射成霧狀進入火焰,用該元素空心陰極作光源,輻射出特征譜線的光,當通過一定厚度的該元素蒸氣時部分光被蒸氣中基態原子吸收而減弱,從而測定其量。該法操作簡便,重現性好,但由於靈敏度不高,一般隻能達到1×10-6,故多用於含相對量較高元素的測定,如銅、砷、鉛、汞、鎘、鋁、錳、鋅、鈷、鎳、鍶等。
3.石墨爐原子吸收分光光度法(GFAAS)
此法是利用石墨管高溫下使樣品原子化通過爐內光路產生吸收的原理來測定。該法具有靈敏度高,一般可達到1×10-9,選擇性好,方法簡便,分析速度快等優點,可用於除汞以外的重金屬的測定。但石墨管價格昂貴,且不能同時測定多個元素。
4.氫化物-原子吸收法
此法是將待測元素在酸性介質中還原成沸點低、易受熱分解的氫化物,在吸收池中被加熱分解,並形成基態原子。氫化物-原子吸收法有比石墨爐原子吸收法更好的檢測限且幹擾低,其缺點是可檢測的元素較少,可用於鉛、砷、汞、錫、銻的測定。
(二)原子熒光光度法(AFS)
此法是通過測量待測元素的原子蒸氣在輻射能激發下所產生熒光的發射強度,來測定待測元素的一種分析方法。原子熒光光度法的檢出限低於原子吸收法,譜線簡單且幹擾少,線性範圍較寬,但應用元素有限,僅用於砷、銻、鉍、硒、碲、鍺、錫、鉛、鋅、鎘、汞的分析。包括微波消解-原子熒光光度法、氫化物發生-原子熒光光譜法以及X射線熒光光譜法。
1.微波消解-原子熒光光度法
是先於微波爐中對樣品原子進行消化,再將待測元素的原子蒸氣在輻射能激發下產生熒光,通過發射強度來測定待測元素的一種分析方法。
2.氫化物發生-原子熒光光譜法(HG-AFS)
將待測元素在酸性環境中常溫下與還原劑反應形成氣態氫化物,可與大量基體分離,大大降低了基體幹擾,且因為是氣體進樣方式,極大地提高了進樣效率,提高了靈敏度。可進行砷、銻、鉍、鍺、錫、鉛、硒、碲元素的測定。
3.X射線熒光光譜法(XRF)
這是一種元素分析測試手段,是國際標準(ISO)分析方法之一,目前已廣泛應用於冶金、地質、石油、化工、采礦、食品、農業、醫學衛生及環境監測等科研和生產部門。XRF不需對固體樣品進行預消化處理,操作簡便,可以同時測定多種元素,效率較高,而且是一種非破壞性的分析方法,樣品可重複利用。
(三)電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)
此法將電感耦合等離子體與質譜聯用,利用電感耦合等離子體使樣品氣化,將待測金屬分離出來,從而進入質譜進行測定,具有比原子吸收法更低的檢測限,是痕量元素分析領域中最先進的方法,但其價格昂貴、易受汙染,可用於除汞外的絕大多數重金屬的測定。該方法簡便、準確、快速、重複性好、靈敏度高,可為食品質量控製提供一種簡便方法。
(四)電感耦合等離子體發射光譜法(ICP-AES)
高頻感應電流產生的高溫將反應氣加熱、電離,利用元素發出的特征譜線進行測定,譜線強度與重金屬量成正比。ICP-AES法具有速度快、分析周期短、檢出限低、精密度高、基體效應小、線性範圍寬和多元素同時測定等優點,已在中草藥微量元素分析中得到廣泛應用,是目前公認的多元素同時分析的有效方法。此法比藥典中的化學法和原子吸收法樣品用量少,分析速度快,分析周期短,檢出靈敏度高,測試成本低,特別是可同時測定出多種重金屬元素的含量,在微量和痕量組分分析中占有優勢,是目前發射光譜最受重視、發展最快的一種分析方法。可用於除鎘、汞等絕大部分金屬元素的測定。
(五)高效液相色譜法
痕量金屬離子與有機試劑形成穩定的有色絡合物,然後用HPLC分離,紫外-可見檢測器檢測,可實現多元素同時測定,但絡合試劑的選擇有限,給HPCL的廣泛應用帶來了局限性。
(六)免疫學方法檢測
重金屬的免疫學方法檢測是利用選擇性螯合劑和重金屬生成螯合物,通過載體蛋白偶聯製備成完全抗原後免疫動物,製備抗體,從而建立的一種快速檢測重金屬的方法。與傳統檢測方法相比,免疫學檢測技術檢測速度快、費用低、儀器簡單易攜帶,可用於現場檢驗。重金屬離子的免疫檢測根據抗體的性質可分為多克隆抗體免疫檢測和單克隆抗體免疫檢測,方法有熒光偏振免疫檢測、酶聯免疫吸附檢測和免疫傳感器檢測。其中基於抗重金屬離子-螯合劑複合物的單克隆抗體建立的免疫檢測技術顯示出很好的應用前景。1.熒光偏振免疫檢測
熒光偏振免疫檢測(Fluorescence polarization immunoassay,FPIA)的原理是樣品中的金屬離子與過量螯合劑形成金屬-螯合劑複合物後,與固定濃度的金屬-螯合劑-熒光複合物競爭多克隆抗體上的結合位點,然後進入熒光偏振分析儀進行分析,通過與標準曲線對照得出金屬離子的濃度。
2.間接競爭性ELISA免疫檢測
重金屬間接競爭ELISA免疫檢測法的原理是樣品中的重金屬離子與過量螯合劑形成可溶性的重金屬-螯合劑複合物,將其與已經包被在酶標板上的重金屬-螯合劑-蛋白質複合物競爭單克隆抗體的抗原結合位點,添加酶標二抗和底物顯色,與標準曲線對照,即可得出樣品的重金屬離子濃度。
3.免疫膠體金試紙條快速檢測
膠體金快速免疫層析法的原理是以微孔濾膜為載體,包被特異性單克隆抗體,加入待檢標本之後經濾膜的毛細管作用或滲透作用使標本中的抗原與膜上包被的單克隆抗體結合,再用膠體金結合物標記達到檢測目的,能定性或半定量檢測重金屬離子。在對農畜產品的現場抽查及進出口快速通關檢測中,可以利用膠體金快速免疫層析法對樣品中重金屬離子的含量進行初測。根據試紙條上的顏色深淺程度判斷重金屬離子含量是否超標。若超標或接近超標,則可選擇其他方法精確測定重金屬離子含量。利用免疫膠體金快速診斷來初測農畜產品中的重金屬離子含量,可以加快檢測進程,提高現場抽查和快速通關檢測的效率。
(七)傳感器檢測
1.KinExA免疫傳感器檢測
KinExA是一種計算機控製的流式熒光計,由毛細管流、觀察單元組成,並配有多微孔篩。把金屬-螯合劑-蛋白質複合物固定在硬質小珠上後利用微孔篩將其放入觀測單元內,抗體、金屬-螯合劑複合物、抗原-抗體複合物三者的混合溶液快速流經小珠,部分帶有空白抗原結合位點的抗體分子固定在小珠上,結合了金屬-螯合物的抗體、金屬-螯合物都被衝洗掉,添加熒光標記的二抗,檢測結合在小珠上的抗體分子,對照標準曲線即可得出重金屬離子的濃度。KinExA免疫檢測的靈敏度比間接ELISA高10~1000倍。
2.微懸臂梁傳感器檢測
微懸臂梁生化傳感器是通過在懸臂梁的表麵塗鍍特殊的生物敏感層,當被測物質經擴散進入該生物敏感層,在懸臂梁表麵發生物理吸附或化學吸附並產生機械響應。這些納米級的機械響應包括表麵應力變化、熱轉換、質量變化等,這些物理或化學的反應結果通過換能器被轉換成電學信號記錄下來以待分析。