食品安全检测技术实用教案

1、 内容(nirng)目录第1页/共41页第一页，共41页。 食品安全的检测对象： 农药、兽药、有害重金属、生物毒素、食品添加剂、致病菌等 食品安全检测技术分类： 理化仪器分析(fnx)技术，现代生物学检测技术 定性、定量、在线监测 第一节第一节 概述概述(i sh)(i sh)第2页/共41页第二页，共41页。第二节第二节 理化仪器理化仪器(yq)(yq)检测技术检测技术样品样品(yngpn)采集采集提取净化提取净化(jnghu)索氏提取、液液、固液、索氏提取、液液、固液、微波、超声、柱层析等微波、超声、柱层析等仪器分析仪器分析根据目标物的性质根据目标物的性质选择不同方法选择不同方法仪器方法的

2、检测流程仪器方法的检测流程第3页/共41页第三页，共41页。仪器检测仪器检测(jin c)技术技术痕量痕量(hn lin)无机无机物定量物定量无机无机(wj)元素形态元素形态分析分析气相色谱或液相色谱气相色谱或液相色谱电感耦合等离子体质谱联用电感耦合等离子体质谱联用电感耦合等离子体质谱电感耦合等离子体质谱(ICP-MS）原子发射光谱（原子发射光谱（AES）原子吸收光谱（原子吸收光谱（AAS）毛细管电泳毛细管电泳质谱（质谱（CE-MS）气相色谱气相色谱串联质谱串联质谱 (GC-MS/MS)色谱色谱质谱联用质谱联用高效液相色谱高效液相色谱串联质谱（串联质谱（LC-MS/MS）高效液相色谱高效液相色

3、谱质谱（质谱（LC-MS）气相色谱气相色谱质谱质谱 （GC-MS）色谱色谱液相色谱液相色谱气相色谱气相色谱第4页/共41页第四页，共41页。俄国植物学家Tswett于1901年发现：利用吸附原理(yunl)分离植物色素。1906年Tswett 创立“chromatography”“色谱法”新名词；1907年在德国生物会议上第一次向世界公开展示显现(xinxin)彩色环带的柱管；1930年R.Kuhn用色谱柱分离出胡萝卜素。第5页/共41页第五页，共41页。1935年Adams and Holmes 发明了苯酚-甲醛型离子交换树脂， 进一步发明了离子色谱1938年Izmailov 发明薄层色谱1

4、941年Martin & Synge 发明了液-液分配色谱1944年Consden,Gordon & Martin 发明纸色谱1952年Martin & Synge 发明气-液色谱1953年Janak发明气-固色谱1954年Ray发明热导检测器1955年世界第一台商品化气相色谱仪1957年Martin & Golay 发明毛细管色谱1959年Porath & Flodin 发明凝胶色谱1960年液相色谱技术(jsh)完善第6页/共41页第六页，共41页。高选择性高选择性 分离单组份定性定量分离单组份定性定量 高效能高效能高灵敏度高灵敏度 检出限量低至检出

5、限量低至10-11 g/kg的物质，适于微量和痕量的物质，适于微量和痕量(hn lin)分析分析第7页/共41页第七页，共41页。2.1气相色谱分析气相色谱分析(s p fn x)系统构成系统构成: 气路系统，进样系统，分离系统，检测系统气路系统，进样系统，分离系统，检测系统工作原理工作原理: 样品高温瞬间样品高温瞬间(shn jin)汽化汽化-色谱柱分离色谱柱分离-检测检测适用适用: 易挥发的小分子有机物易挥发的小分子有机物 难挥发性成分经衍生化检测难挥发性成分经衍生化检测第8页/共41页第八页，共41页。气相色谱气相色谱- -分离分离(fnl)(fnl)系统系统 色谱柱：填充(tinchn

6、g)柱，毛细管柱 色谱柱选择： 按样品极性 弱极性样品，可选OV-1，SE-30，OV-101，SE-52，SE-54 中极性样品，可选OV-17，OV-1701，XE-60，OV-225，OV-210 极性样品，可选PEG-20M,FFAP,OV-275,DEGS 第9页/共41页第九页，共41页。气相色谱气相色谱- -检测检测(jin c)(jin c)系统系统 氢火焰离子化检测器（FID）：破坏型，含碳的有机物 电子捕获检测器（ECD ）：非破坏型，选择性 电负性强的化合物 火焰光度(gungd)检测器（FPD ）：破坏型，选择性 含硫磷的化合物 热导池检测器（TCD ）：非破坏型，选择

7、性 永久性气体第10页/共41页第十页，共41页。气相色谱在食品安全检测中的应用气相色谱在食品安全检测中的应用反式脂肪酸的检测（衍生，反式脂肪酸的检测（衍生，FID)FID)苯，氯苯，氯酚类（直接苯，氯苯，氯酚类（直接(zhji)(zhji)进样，进样， FID FID）有机氯农药（有机氯农药（ECD)ECD)有机磷农药（有机磷农药（FPD)FPD)第11页/共41页第十一页，共41页。气相色谱分离气相色谱分离(fnl)(fnl)与质谱定性定量结合与质谱定性定量结合1. 1. 对食品中残留物进行分析对食品中残留物进行分析 MS MS是一个通用型检测器，对大多数有机是一个通用型检测器，对大多数有

8、机化合物都有比较好的响应，根据特征离子强化合物都有比较好的响应，根据特征离子强度定量度定量, , 适合大批量农残检测。适合大批量农残检测。2. 2. 对未知物分析对未知物分析 准确测定未知组分的相对分子质量。准确测定未知组分的相对分子质量。 第12页/共41页第十二页，共41页。食品中42种农药的气相色谱- 质谱选择离子测定样品(yngpn)处理方法 液液萃取-固相萃取联用： 样品(yngpn)中农药经二氯甲烷提取后，Envi -Carb柱和Sep - Pak - NH2柱双柱净化，净化后直接进样分析色谱条件 色谱柱: HP - 5MS ( 30 m 0.125 mm 0.125m) ; 载气

9、: 高纯氦气, 流量1 ml/min; 柱温: 70, 保持2 min,以25/min升至150,再以3/min升至200,再以8/min升至260,保持10 min;进样口温度: 250;进样方式:不分流进样, 1.15 min后打开分流阀和隔垫吹扫。 质谱条件 离子源(EI)温度: 230,电子轰击能量70 ev,GC - MS接口温度: 280。气相色谱与质谱的联用气相色谱与质谱的联用- -分析分析(fnx)(fnx)实例实例第13页/共41页第十三页，共41页。 分析特征量分析特征量 42中农药的线性范围中农药的线性范围(fnwi):0.0011.0g/mL 样品的加标回收率：样品的加

10、标回收率：89%-94%, RSD 10% 方法的最低检出限：方法的最低检出限：0.0010.005 mg/kg ( S/N = 3) 检测农药种类检测农药种类 有机磷、拟除虫菊酯、有机氯、氨基甲酸酯和除草剂有机磷、拟除虫菊酯、有机氯、氨基甲酸酯和除草剂 检测的样品种类检测的样品种类 肉类，蛋类，乳品，蔬菜和水果肉类，蛋类，乳品，蔬菜和水果气相色谱与质谱的联用气相色谱与质谱的联用-分析实例分析实例第14页/共41页第十四页，共41页。2.3高效(o xio)液相色谱 高效液相色谱法是继气相色谱之后，70年代初期发展起来的一种以液体(yt)做流动相的新色谱技术。 高效液相色谱仪由 高压输液系统、

11、进样系统、分离系统、检测系统、记录系统 等五大部分组成。第15页/共41页第十五页，共41页。第16页/共41页第十六页，共41页。液相色谱(s p)在食品安全中的应用 食品(shpn)添加剂及农药残留的检测（苏丹I号、拟除虫菊酯等） 食品(shpn)中兽药残留的检测（瘦肉精、磺胺类药物等） 食品(shpn)加工过程中的毒素残留（黄曲霉素等）第17页/共41页第十七页，共41页。 PCR技术 酶联免疫技术（ELISA） 基因芯片( j yn xn pin)技术 生物传感器技术第18页/共41页第十八页，共41页。3.1PCR技术(jsh)第19页/共41页第十九页，共41页。 333变性、退火

12、延伸变性、退火、延伸3PCR 原理(yunl)第20页/共41页第二十页，共41页。PCR技术(jsh)在食品安全中的应用 食品(shpn)中有害微生物的检测（沙门菌、大肠杆菌O157、金黄色葡萄球菌等） 转基因食品(shpn)RiboPrinter 全自动微生物鉴定(jindng)系统BAX系统目前可检测： 沙门氏菌， 大肠杆菌O157:H7, 单增李斯特菌， 李斯特菌， 板歧肠杆菌 可鉴定到菌株。开放式的数据库（菌库）内有5700多种基因指纹模式，归属180余属，1200余种。包括腐败菌、病原菌、有益菌及环境微生物。另外，用户可自建菌库。 第21页/共41页第二十一页，共41页。3.2EL

13、ISA原理(yunl) 它采用抗原与抗体的特异反应将待测物与酶连接，然后通过酶与底物产生颜色反应，用于定量(dngling)测定。测定的对象可以是抗体也可以是抗原。 测量时，抗原（抗体）先结合在固相载体上，但仍保留其免疫活性，然后加一种抗体（抗原）与酶结合成的偶联物（标记物），此偶联物仍保留其原免疫活性与酶活性，当偶联物与固相载体上的抗原（抗体）反应结合后，再加上酶的相应底物，即起催化水解或氧化还原反应而呈颜色。第22页/共41页第二十二页，共41页。ELISAELISA的种类的种类(zhngli)(zhngli)和变化和变化 （一）双抗体（一）双抗体(kngt)(kngt)夹心法夹心法（二）

14、间接法（二）间接法（三）竞争法（三）竞争法 （四）双位点一步法（四）双位点一步法（五）捕获法测（五）捕获法测IgMIgM抗体抗体(kngt)(kngt)（六）应用亲和素和生物素的（六）应用亲和素和生物素的ELISA ELISA 第23页/共41页第二十三页，共41页。双抗体(kngt)夹心法第24页/共41页第二十四页，共41页。间接法是检测抗体最常用间接法是检测抗体最常用(chn yn)(chn yn)的方法，其的方法，其原理为利用酶标记的抗抗体以检测已与固相结合的原理为利用酶标记的抗抗体以检测已与固相结合的受检抗体，故称为间接法。受检抗体，故称为间接法。第25页/共41页第二十五页，共41

15、页。此法可用于抗原和半抗原的定量测定(cdng)，也可用于测定(cdng)抗体 。第26页/共41页第二十六页，共41页。ELISA在食品安全中的应用(yngyng) 食品中农药、兽药的测定食品中农药、兽药的测定 食品中毒素的测定（主要包括黄曲霉毒素，食品中毒素的测定（主要包括黄曲霉毒素， 简曲霉毒素简曲霉毒素 ） 食品中有害微生物的快速食品中有害微生物的快速(kui s)(kui s)筛检筛检 （如沙门氏菌（如沙门氏菌 ）第27页/共41页第二十七页，共41页。3.3基因芯片(j yn xn pin)技术第28页/共41页第二十八页，共41页。Different DNA probes (各种

16、各种( zhn) DNA 探针探针 )Clinical DNA Samples(临床临床(ln chun)样本样本)Microarray(微阵列过程微阵列过程(guchng)Hybridization(杂交过程)Scanning( (扫描过程) )Glass slide(玻片)Image Image analysis (芯片图象分析)基因芯片的制造与检测技术基因芯片的制造与检测技术Luminescence orelectrochemical detection第29页/共41页第二十九页，共41页。 Gene Expression(1) Identification of all common

17、 variants(2) Simultaneous monitoring of the expression of all genes(3) Generic tools for manipulating cell circuitry(4) Re-sequencing of megabase regions(5) Monitoring the levels and modification state of all proteins(6) Systematic catalogues of protein interactions(7) Identification of all basic pr

18、otein shapesSYT13第30页/共41页第三十页，共41页。Mutation detectionSNP: Single Nucleotide Polymorphysm-gtacatcaggatcgatacgtagctagctagctaaaatcgatcatccacatccgtac-cgtagctaactagctaaaatcgatcatccaca-cgtagctagctagctagaatcgatcatccaca-cgtagctagctagctaaaatcgattatccaca-cgtagctagctagctaa labelinghybridizationcgtagctaactagct

19、aaWild:Mutant 1:Mutant 2:Mutant 3:aatcgatcatccacaaatcgattatccacatagctaaaatcgatagctagaatcga第31页/共41页第三十一页，共41页。Fabrication of DNA Microarray(DNA芯片芯片(xn pin)制作技术类型制作技术类型)第32页/共41页第三十二页，共41页。高密度点样机高密度点样机(yn(yn j) j)Designed Density: 20,000-100,000 probes in one glass slide (每玻片最多可排列(pili)100000个探针)Prin

20、thead can hold up to 32print pins to carry 32 samples第33页/共41页第三十三页，共41页。生物芯片(shn w xn pin)在食品安全中的应用 农药、兽药检测( jin c) 毒素检测( jin c) 微生物检测( jin c)第34页/共41页第三十四页，共41页。3.4生物(shngw)传感器技术 生物传感器定义生物传感器定义 生物传感器生物传感器(biosensor)是用生物活性材料是用生物活性材料(酶、蛋酶、蛋白质、白质、DNA、抗体、抗原、抗体、抗原(kngyun)、生物膜等、生物膜等)与与物理换能器有机结合的器械或装置，是发展生物技术必物理换能器有机结合的器械或装置，是发展生物技术必不可少的一种先进的检测方法与监控方法，也是物质分不可少的一种先进的检测方法与监控方法，也是物质分子水平的快速、微量分析方法。子水平的快速、微量分析方法。第35页/共41页第三十五页，共41页。生物生物(shngw)(shngw)传感器的原理传感器的原理 待测物质经扩散作用进入生物活性材料，经分子识别，发生生物学反应(fnyng)，产生的信息