論現代生物傳感器在食品安全檢測中的應用

摘 要：現代生物傳感器是一種高科技的檢驗儀器，可以應用于食品、藥品等多個方面的檢查。由于傳統的食品安全檢測方法耗時較長，檢查的精準度不高，嚴重的影響了食品安全檢測的效率和質量，導致我國的食品安全問題始終是人民最為擔心的問題之一。因此，文章對生物傳感器的特點進行簡單介紹，并對現代生物傳感器在食品安全檢測中的應用展開了討論。

關鍵詞：生物傳感器；食品安全；檢測

在我國，食品安全問題始終是社會關注的重點問題之一，不僅影響著我國人民的日常生活和身體健康，作為一個農副業出口的大國，食品安全問題對我國的進出口貿易也造成了巨大的影響。傳統的食品安全檢測工作，涉及到的設備過于昂貴、工序過于復雜，很難實現現場檢測。生物傳感器的出現，不僅將傳統的食品安全檢查工作化繁為簡，還降低了檢測的成本，擴大了檢測的范圍，提高了檢測的準確性與穩定性。在我國的食品安全檢測工作中發揮重要作用。

1 生物傳感器的分類及特點

生物傳感器是一種對生物物質及其敏感的檢測儀器，通過將生物物質濃度轉換為電信號的方式來分析被監測生物物質中的成分，不同的生物識別元件與不同的信號轉換元件可以組成不同類型的生物傳感器。在實際使用的過程中，根據實際情況的不同，相互交叉進行使用。

1.1 生物傳感器的類型

科學技術的快速發展，帶動了生物傳感器的不斷發展，技術的不斷進步使其分類方法也越來越多。目前，常見的分類方法，主要是根據生物傳感器中的敏感元件和信號轉換器的類型進行分類。根據生物傳感器中的敏感元件主要可以分為：酶傳感器、細胞傳感器、DNA傳感器、微生物傳感器以及智能傳感器等；根據生物傳感器的信號轉換器主要可以分為：熱敏生物傳感器、光生物傳感器、半導體生物傳感器等。

1.2 生物傳感器的特點

人類在感知外界事物的時候，是通過感覺器官來實現的，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，來分析被監測物質中的成分，是一種選擇性好、操作簡單并且可以進行多次重復使用的檢測器。具體如下：

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

（2）檢測速度極快，可在一分鐘到幾分鐘之內得到結果。

（3）檢測結果的誤差率較低，最大誤差不會超過百分之一。

（4）傳統的檢測當中，使用酶法分析，對試劑的消耗量較大，檢測的成本較高。生物傳感器采用固定化生物活性物質作為催化劑，使許多貴重的檢測試劑可以重復使用，降低了目標檢測所消耗的成本。

（5）生物傳感器采用的是自動化的檢測技術，對目標物進行自動檢測、分析，便于操作。

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

2 生物傳感器在視頻安全檢測中的應用

2.1 微生物及毒素檢測

食品中的微生物及其產生的毒素會對食品消費者的身體健康帶來極大的危害，微生物產生的毒素種類很多，而且致病率極高，許多癌癥、畸形、突發病變類的癥狀都是由于患者長期食用的某類食品中含有某類毒素所導致的。因此，必須要加強食品中微生物及毒素的檢測工作，確保消費者的人身健康。下面，通過幾個具體實例來介紹生物傳感器在食品微生物及毒素檢測中的應用。

2.1.1 對肉類食品的檢測。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，在人體健康時很難發現，一旦人體免疫力下降，便會在對人類造成散播性的感染。因此，要加強食用牛肉的安全檢查。但是，肉類食品的新鮮程度對其食用價值及市場價值具有重要的影響，傳統食品檢測方法需要幾天才能得出結果，不僅影響了肉類食品的食用價值，也影響了其經濟價值，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中應用后，大大提高了肉類食品安全檢測的速度，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出來，相較于傳統的檢測方法，效率得到了大幅度提高。

2.1.2 對乳制品的檢測。我國的乳制品中，以牛奶為原料的乳制品居多，由于目前市場上牛奶乳制品的種類繁多，采用傳統的食品檢測方法根本無法將所有類型的乳制品進行一一檢查。生物傳感器在食品安全檢測中使用以后，基于細胞質基因組的反應，通過光學系統傳輸信號，大幅度的提高了乳制品的檢測速度，一天可檢測數10種乳制品。

2.2 對食品中的農藥殘留檢測

隨著科學技術的不斷發展，食品安全檢測技術的不斷提高，人們對食品安全的重視程度越來越高。近年來，食品中農藥殘留與獸藥殘留引發的食品安全事故頻發，造成了大量的人員傷亡，由此，獲得了社會各界的廣泛關注。根據農藥對靶標酶活性的抑制作用，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效應晶體管酶傳感器，可測量蔬菜中有機磷農藥；還可以使用人造酶，并利用有機磷殺蟲劑水解酶，制造一種電流式的生物傳感器測定被檢測目標物中的農藥殘留含量，主要被用于自來水和果汁樣品的測量當中。

2.3 對食品中添加劑含量檢測

食品添加劑是對食品加工業的發展造成了巨大的危害，長期使用含有食品添加劑的食品將會對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。為了有效的檢測出食品中的添加劑成分，避免其對人體造成的危害。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，來測定食品中是否還有防腐劑成分。而對于食品中含有甜味素成分的測量，可以使用天冬氨酶結合氨電極的方法來測定。除此之外，生物傳感器還可以測定食品中含有的色素、乳化劑等成分，在這里就不進行一一說明了。

2.4 對食品中激素含量的檢測

為了縮短肉類牲畜的成長周期，增加飼養者的經濟效益，飼養員通常會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的藥物，會長期遺留在使用者的體內。人類一旦食用了含有激素的肉類，肉類中的激素成分就會在人體內積累、殘留，對人體健康造成嚴重威脅。從目前的其概況來看，國際上通常采用抗原和抗體的特異性反應和酶高度催化租用檢測激素的在肉類中的殘留情況。在我國，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記加到受檢物品中，酶標記的和未標記的己烯雌酚將與膜上的己烯雌酚抗體產生競爭反應，根據酶標己烯雌酚與抗體的結合率可檢測食品中己烯雌酚激素的含量。

3 結束語

隨著生物科學技術和信息技術的發展，生物傳感器技術也會隨之發展。但是，從目前的情況來看，生物傳感器技術還沒有得到廣泛的普及與應用。為了克服生物傳感器在實際應用中的困難，擴大該項技術的使用范圍，在未來的一段時間內，生物傳感器可以圍繞著工程的多樣化、產品的微型化、技術上實現智能化與集成化，提高生物傳感器的實用性。在此基礎上，為了方便使用，可以將仿生生物傳感器作為未來研究發展的方向，使生物傳感器在未來的工作與生活中得到更加廣泛的運用。

參考文獻

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