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*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。