論現(xiàn)代生物傳感器在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用

摘 要：現(xiàn)代生物傳感器是一種高科技的檢驗(yàn)儀器，可以應(yīng)用于食品、藥品等多個(gè)方面的檢查。由于傳統(tǒng)的食品安全檢測(cè)方法耗時(shí)較長(zhǎng)，檢查的精準(zhǔn)度不高，嚴(yán)重的影響了食品安全檢測(cè)的效率和質(zhì)量，導(dǎo)致我國(guó)的食品安全問題始終是人民最為擔(dān)心的問題之一。因此，文章對(duì)生物傳感器的特點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，并對(duì)現(xiàn)代生物傳感器在食品安全檢測(cè)中的應(yīng)用展開了討論。

關(guān)鍵詞：生物傳感器；食品安全；檢測(cè)

在我國(guó)，食品安全問題始終是社會(huì)關(guān)注的重點(diǎn)問題之一，不僅影響著我國(guó)人民的日常生活和身體健康，作為一個(gè)農(nóng)副業(yè)出口的大國(guó)，食品安全問題對(duì)我國(guó)的進(jìn)出口貿(mào)易也造成了巨大的影響。傳統(tǒng)的食品安全檢測(cè)工作，涉及到的設(shè)備過于昂貴、工序過于復(fù)雜，很難實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。生物傳感器的出現(xiàn)，不僅將傳統(tǒng)的食品安全檢查工作化繁為簡(jiǎn)，還降低了檢測(cè)的成本，擴(kuò)大了檢測(cè)的范圍，提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性。在我國(guó)的食品安全檢測(cè)工作中發(fā)揮重要作用。

1 生物傳感器的分類及特點(diǎn)

生物傳感器是一種對(duì)生物物質(zhì)及其敏感的檢測(cè)儀器，通過將生物物質(zhì)濃度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的方式來分析被監(jiān)測(cè)生物物質(zhì)中的成分，不同的生物識(shí)別元件與不同的信號(hào)轉(zhuǎn)換元件可以組成不同類型的生物傳感器。在實(shí)際使用的過程中，根據(jù)實(shí)際情況的不同，相互交叉進(jìn)行使用。

1.1 生物傳感器的類型

科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，帶動(dòng)了生物傳感器的不斷發(fā)展，技術(shù)的不斷進(jìn)步使其分類方法也越來越多。目前，常見的分類方法，主要是根據(jù)生物傳感器中的敏感元件和信號(hào)轉(zhuǎn)換器的類型進(jìn)行分類。根據(jù)生物傳感器中的敏感元件主要可以分為：酶?jìng)鞲衅?、?xì)胞傳感器、DNA傳感器、微生物傳感器以及智能傳感器等；根據(jù)生物傳感器的信號(hào)轉(zhuǎn)換器主要可以分為：熱敏生物傳感器、光生物傳感器、半導(dǎo)體生物傳感器等。

1.2 生物傳感器的特點(diǎn)

人類在感知外界事物的時(shí)候，是通過感覺器官來實(shí)現(xiàn)的，在原理上與生物傳感器相同。人類通過耳朵來感知外界傳來的聲音，生物傳感器則是通過感知生物活性單元中的敏感單元，來分析被監(jiān)測(cè)物質(zhì)中的成分，是一種選擇性好、操作簡(jiǎn)單并且可以進(jìn)行多次重復(fù)使用的檢測(cè)器。具體如下：

（1）專一性較好，只會(huì)對(duì)特定的底物發(fā)生反應(yīng)，選擇性較強(qiáng)，不易受到顏色、污垢等外界因素的干擾和影響。

（2）檢測(cè)速度極快，可在一分鐘到幾分鐘之內(nèi)得到結(jié)果。

（3）檢測(cè)結(jié)果的誤差率較低，最大誤差不會(huì)超過百分之一。

（4）傳統(tǒng)的檢測(cè)當(dāng)中，使用酶法分析，對(duì)試劑的消耗量較大，檢測(cè)的成本較高。生物傳感器采用固定化生物活性物質(zhì)作為催化劑，使許多貴重的檢測(cè)試劑可以重復(fù)使用，降低了目標(biāo)檢測(cè)所消耗的成本。

（5）生物傳感器采用的是自動(dòng)化的檢測(cè)技術(shù)，對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、分析，便于操作。

（6）部分生物傳感器，可以提供有關(guān)生物培養(yǎng)系統(tǒng)中供氧情況以及副產(chǎn)物產(chǎn)生的可靠信息。在生產(chǎn)控制當(dāng)中，可以獲得更多平時(shí)難以獲得的寶貴信息。同時(shí)，這些生物傳感器還明確的指出了如何增加產(chǎn)物獲得效率。

2 生物傳感器在視頻安全檢測(cè)中的應(yīng)用

2.1 微生物及毒素檢測(cè)

食品中的微生物及其產(chǎn)生的毒素會(huì)對(duì)食品消費(fèi)者的身體健康帶來極大的危害，微生物產(chǎn)生的毒素種類很多，而且致病率極高，許多癌癥、畸形、突發(fā)病變類的癥狀都是由于患者長(zhǎng)期食用的某類食品中含有某類毒素所導(dǎo)致的。因此，必須要加強(qiáng)食品中微生物及毒素的檢測(cè)工作，確保消費(fèi)者的人身健康。下面，通過幾個(gè)具體實(shí)例來介紹生物傳感器在食品微生物及毒素檢測(cè)中的應(yīng)用。

2.1.1 對(duì)肉類食品的檢測(cè)。眾所周知，肉類食品極易被大腸桿菌所感染，大腸桿菌是一種潛伏在人類消化道中的病原性微生物，在人體健康時(shí)很難發(fā)現(xiàn)，一旦人體免疫力下降，便會(huì)在對(duì)人類造成散播性的感染。因此，要加強(qiáng)食用牛肉的安全檢查。但是，肉類食品的新鮮程度對(duì)其食用價(jià)值及市場(chǎng)價(jià)值具有重要的影響，傳統(tǒng)食品檢測(cè)方法需要幾天才能得出結(jié)果，不僅影響了肉類食品的食用價(jià)值，也影響了其經(jīng)濟(jì)價(jià)值，影響了肉類銷售者的利益。生物傳感器在肉類食品安全檢測(cè)中應(yīng)用后，大大提高了肉類食品安全檢測(cè)的速度，只需幾分鐘就可以將肉類食品中的大腸桿菌等替他可能致病的病原體檢測(cè)出來，相較于傳統(tǒng)的檢測(cè)方法，效率得到了大幅度提高。

2.1.2 對(duì)乳制品的檢測(cè)。我國(guó)的乳制品中，以牛奶為原料的乳制品居多，由于目前市場(chǎng)上牛奶乳制品的種類繁多，采用傳統(tǒng)的食品檢測(cè)方法根本無法將所有類型的乳制品進(jìn)行一一檢查。生物傳感器在食品安全檢測(cè)中使用以后，基于細(xì)胞質(zhì)基因組的反應(yīng)，通過光學(xué)系統(tǒng)傳輸信號(hào)，大幅度的提高了乳制品的檢測(cè)速度，一天可檢測(cè)數(shù)10種乳制品。

2.2 對(duì)食品中的農(nóng)藥殘留檢測(cè)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，食品安全檢測(cè)技術(shù)的不斷提高，人們對(duì)食品安全的重視程度越來越高。近年來，食品中農(nóng)藥殘留與獸藥殘留引發(fā)的食品安全事故頻發(fā)，造成了大量的人員傷亡，由此，獲得了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。根據(jù)農(nóng)藥對(duì)靶標(biāo)酶活性的抑制作用，可以使用乙酰膽堿酯酶（AchE）和丁酰膽堿酯酶（BchE）作為敏感元件，研制出了不同的離子酶場(chǎng)效應(yīng)晶體管酶?jìng)鞲衅鳎蓽y(cè)量蔬菜中有機(jī)磷農(nóng)藥；還可以使用人造酶，并利用有機(jī)磷殺蟲劑水解酶，制造一種電流式的生物傳感器測(cè)定被檢測(cè)目標(biāo)物中的農(nóng)藥殘留含量，主要被用于自來水和果汁樣品的測(cè)量當(dāng)中。

2.3 對(duì)食品中添加劑含量檢測(cè)

食品添加劑是對(duì)食品加工業(yè)的發(fā)展造成了巨大的危害，長(zhǎng)期使用含有食品添加劑的食品將會(huì)對(duì)人體造成一定的危害。常見的食品添加劑有亞硫酸鹽（防腐劑）、甜味素等。為了有效的檢測(cè)出食品中的添加劑成分，避免其對(duì)人體造成的危害。可以采用亞硫酸鹽氧化酶為敏感元件支撐電流型的二氧化硫酶電極，來測(cè)定食品中是否還有防腐劑成分。而對(duì)于食品中含有甜味素成分的測(cè)量，可以使用天冬氨酶結(jié)合氨電極的方法來測(cè)定。除此之外，生物傳感器還可以測(cè)定食品中含有的色素、乳化劑等成分，在這里就不進(jìn)行一一說明了。

2.4 對(duì)食品中激素含量的檢測(cè)

為了縮短肉類牲畜的成長(zhǎng)周期，增加飼養(yǎng)者的經(jīng)濟(jì)效益，飼養(yǎng)員通常會(huì)在肉類牲畜的飼料中添加一定比例的激素，或者采用注射的方式。激素是一種刺激生物生長(zhǎng)的藥物，會(huì)長(zhǎng)期遺留在使用者的體內(nèi)。人類一旦食用了含有激素的肉類，肉類中的激素成分就會(huì)在人體內(nèi)積累、殘留，對(duì)人體健康造成嚴(yán)重威脅。從目前的其概況來看，國(guó)際上通常采用抗原和抗體的特異性反應(yīng)和酶高度催化租用檢測(cè)激素的在肉類中的殘留情況。在我國(guó)，主要采用己烯雌酚抗體膜和過氧化氫電極組成傳感器主體，將一定量的己烯雌酚和過氧化氫酶標(biāo)記加到受檢物品中，酶標(biāo)記的和未標(biāo)記的己烯雌酚將與膜上的己烯雌酚抗體產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)，根據(jù)酶標(biāo)己烯雌酚與抗體的結(jié)合率可檢測(cè)食品中己烯雌酚激素的含量。

3 結(jié)束語

隨著生物科學(xué)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，生物傳感器技術(shù)也會(huì)隨之發(fā)展。但是，從目前的情況來看，生物傳感器技術(shù)還沒有得到廣泛的普及與應(yīng)用。為了克服生物傳感器在實(shí)際應(yīng)用中的困難，擴(kuò)大該項(xiàng)技術(shù)的使用范圍，在未來的一段時(shí)間內(nèi)，生物傳感器可以圍繞著工程的多樣化、產(chǎn)品的微型化、技術(shù)上實(shí)現(xiàn)智能化與集成化，提高生物傳感器的實(shí)用性。在此基礎(chǔ)上，為了方便使用，可以將仿生生物傳感器作為未來研究發(fā)展的方向，使生物傳感器在未來的工作與生活中得到更加廣泛的運(yùn)用。

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