食品检测中仪器设备的运用和发展

　　【摘 要】本文从我国食品安全检测市场需求入手，分析飞行时间质谱等国产科学仪器在视频安全监测领域的运用状况，并对其发展前景做出展望。 
　　一、我国食品安全检测市场需求 
　　近年来，我国社会经济得到了快速发展，人民生活质量有了很大改善，食品的数量和种类也更加齐全，与此同时，也引发了各种各样的食品安全问题。每年因禁用、滥用农药、兽药等物品及环境污染引发的急性食物中毒事件频频发生，前段时间出现的 “毒奶”事件即为其中一个典例。此外，由于转基因作物的覆盖面积越来越广，转基因食品在市场中所占份额也越来越高，尽管国际上对于转基因食品的安全性问题在国际还未明确，不过已经深受社会各界关注。因此，要保证市场上的食品质量安全、维护消费者合法权益，就必须积极研发与更新各种分析测试技术与仪器。现阶段食品质量的安全隐患日益增多，各大检测项目也对其提出了更高的要求，特别是产生了某些新的污染源，这就更需要我们更新和利用先进的检测技术与仪器。国际上很多实力较强的大型检测机构在食品检测领域也都做出了很大贡献，不少科学仪器供应商洞悉到该领域的市场前景，纷纷投入研发，食品安全检验检测技术与仪器备受业界关注。 
　　二、基于飞行时间质谱的国产科学仪器在食品安全检测中的应用现状 
　　（一）飞行时间质谱仪 
　　上世纪90年代，飞行时间质谱（Time-of-Flight Mass Spectrometry TOFMS）分析方法逐渐被推广与普及开来。在生物学行业，更新后的MS-MS联用技术被用来测定分子的结构信息，如明确氨基酸序列、糖基化的位置等；在分析化学行业，TOFMS被作为检测GC或LC或毛细管电泳的检测仪器；另外，在工业领域、原子与分子物理学等领域，TOFMS也得到了广泛运用。 
　　半个世纪前，第一台成型的飞行时间质谱仪的质量分辨率仅为2，而现代运用激光辅助产生的反射型TOF-MS分辨率却达到了35，000。新时期，质谱在食品安全中在各领域中也得到了更为具体的应用： 
　　（1）筛查：超高压液相色谱-飞行时间质谱法被用来测定食品中的19种非法染料；超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱法被用来迅速筛查牛奶中的农药和兽药残留；高效液相色谱-离子阱飞行时间质谱被用来筛查和确定保健食品中激素类成分；液相色谱-质谱联用技术被用来测定无糖食品中果糖、麦芽糖、乳糖等成分。 
　　（2）打假 
　　目前，扫描电镜与稳定碳同位素比质谱法常被用来鉴别马铃薯淀粉中的假玉米淀粉。掺假的玉米淀粉份量超过10%时，二者在稳定碳同位素比上会产生明显不同，由此我们可估算掺假玉米淀粉的含量。 
　　（3）溯源 
　　飞行时间质谱分析技术科用来检测肉类的溯源。破碎超声后，离心，将样本水津液析出，可检测出MALDI-TOF差异性及蛋白质谱峰。另外，指纹谱库上，质谱技术也被用来指纹检测食品中的香料成分。 
　　（二）致病菌微生物检测仪器 
　　传统的生物分离工作中，主要采用分离培养法来分离生物，通过这种培养方式来鉴定利用形态学和生化特性，而后再用光学显微镜或电子显微镜等仪器进行最后确认。最近几年，国内引进了众多西方国家中很多知名生产厂家如ABI、Bio-Rad、Thermo-Fisher等引进了先进技术与仪器。同时，为适应国内的科技发展及市场需求，国内已研发出微生物快速检测仪，并逐渐将之商品化。 
　　（三）食品有毒有害元素检测仪器 
　　原子吸收光谱法（AAS）与电感耦合等离子发射光谱法（ICP）常被用来检测食品中的有毒有害物质，其中AAS运用最为广泛。另外还有原子荧光光谱仪（AFS），可进行砷、铅、汞、锡等多种元素的检测，该技术在我国已拥有自主知识产权。目前ICP与MS联用（ICP-MS）的检测水平为ng级，国内的AAS生产厂家主要有瑞利、上海精科、天美等，质谱技术得到了快速更新与提高，其技术指标与国外趋于平等，且售价合理，在行业中有着较为明显的竞争优势。 
　　三、飞行时间质谱仪等国产科学仪器的运用前景 
　　（一）超高分辨高灵敏度仪器 
　　MALDI、ESI等离子源和高分辨飞行时间质谱仪器结合运用，是目前生化新药与基因工程药物分析行业中的重要方式。Laiko于1999年研发出了大气压基体辅助激光解析电离源，与MALDI/TOFMS相比，有其自身的优势，如可在大气压下直接处理样品，大气压下，其电离更加稳定等，然而目前世界上有能力研究与制造该类仪器的就只有几个实验室与大仪器仪表公司。2013年北京质谱年会上，《质谱学报》的骆教授表示：要打造国有品牌的科技期刊（质谱），还要走很长一段路，而研发具有我国自主产权的质谱仪器，也是未来发展要重视的问题。 
　　（二）小型台式仪器 
　　目前，在药物开发、基因排序及蛋白质研究领域，TOFMS都有着重要作用。未来在地铁、火箭或医生办公室，它也可成为检验化学与生物战剂、检测室内与宇宙空间站的空气质量的诊断仪器，快速DNA分析器官移植，分析各种蛋白质表达中的疾病源或抗原分辨特种烈性传染病，仪器小型化发展，是未来TOFMS的明显趋势。 
　　国内已出现各种为小型台式GC/TOF、LC/TOF等，用于环保、生化、农药、医药、食品等领域的常规测试，这类仪器自动化程度较高，通常采用微机处理系统来控制和处理数据，操作维修都很方便。 
　　四、结语 
　　质谱仪在国内外各个领域中都得到了广泛运用，但在我国，拥有自主知识产权的科学仪器并较多。组建一支高水平的仪器研发团队，研发各种国产飞行时间质谱技术、仪器，有利于提高我国在质谱研发领域中的竞争能力。 
　　参考文献： 
　　[1] 蒋士强.国产食品检测仪器设备的需求及发展策略[J].中国科技资源导刊. 2009. 
　　[2] 赵国辉.仪器设备在食品检测中的应用及发展.黑龙江科技信息[J].2013年10期 
　　[3] 刘成星.食品检测仪器设备的应用与展望分析.生物技术世界[J]. 2012年 第06期