食品安全檢測的新需求

1  食品安全快速檢測技術等成為瓶頸

“國以民為本，民以食為先，食以安為先。”保障食品安全成為保障人類生命健康的基礎，成為提高經濟運行和人類質量的基礎。有著“史上最嚴農藥殘留國家標準”之稱的《食品中農藥最大殘留限量》（GB2763-2014）新版標準只是食品安全法實施以來，國家衛計委公布的400余項食品安全國家標準（涉及數千項安全指標）中的標準之一。

與嚴格的標準執行所需的匹配就是，食品安全的快速檢測技術，以及對于物種鑒定等的新型檢測技術的需求——在傳統的食品安全檢測流程中，一般需要現場取樣、待測物預處理、儀器檢測、數據處理等諸多的步驟（后續幾個步驟往往在實驗室內進行），因而檢測過程繁瑣、分析時間長，往往無法滿足現場快速執法的需要。也就是說，大部分的檢測由食品安全監督人員采集樣品、由專業技術人員在實驗室內利用精密儀器根據食品的相關安全指標進行檢驗來進行（盡管目前也有快速檢測車的開發，但價格昂貴，無法在食品監管部門大面積推廣——對于超市、農貿市場、餐飲企業等，更是如此）。

以食品甲胺磷農藥殘留為例，目前的檢測方法有氣相色譜法（GC）、高效液相色譜法（HPLC）、分光亮度計、化學發光法、酶抑制法、毛細管電泳技術（CE）等，但是這些方法都存在儀器設備復雜、樣本前處理和測定操作繁瑣的局限。而且，這些檢測設備成本高、檢測費用高，對檢測人員的要求也高，不適合大量樣本篩檢，因而無法在基層的食品檢測部門中大規模應用，更不用說是在超市、農貿市場、餐飲企業，抑或是消費者中應用。

2  便攜性、多樣性和穩定性間的“矛盾”

究其原因，現有的食品安全檢測儀器往往結構復雜，攜帶不方便。從基本原理上看，食品檢測一般通過待檢食品樣本與生物識別元件反應后產生的信號，轉換轉化為電、光等信號，再經儀表放大、輸出和分析。以百度筷搜為代表的智能設備原理大體類似——不過，其與移動設備等的結合，使其在數據集成和分析（如食品光譜數據庫）方面體現了大數據和云計算等特征。

但是在具體的食品安全標準執行的過程中，保證所檢測設備的科學性和嚴謹性，則是食品安全執法的前提——而就目前的技術而言，食品安全快速檢測設備尚未實現理想的模塊化和微型化，以同時達到穩定性高、便于攜帶等要求。

事實上，不僅食品檢測領域如此，生物醫學分析、疾病診斷、環境監測、藥品安全等許多領域都面臨著類似的挑戰——發展微型化、集成化和便攜化的檢驗檢疫分析手段和設備，建立一套簡單、快速、靈敏度高、能夠普遍推廣應用的方法，都已經成為了共同的需求。

3  生物技術與多種技術的融合

在這其中，包括電化學型傳感器、光學型傳感器、電導型傳感器、壓電型傳感器等在內的各類食品安全檢測生物傳感器是關鍵。例如，篩選出不易受雜菌污染影響并對甲胺磷農藥敏感的短雙歧桿菌（Bifidobacterium breve）等菌株，據此將信號轉化為電學、光學信號等并將其放大、分析，可提高檢測效率。

4  非實驗室的、大范圍的快速檢測技術開發

此外，發展微型化、集成化和便攜化的檢驗檢疫儀器設備，就必須有模塊化的傳感器作為支撐和基礎——盡管目前的自動生化分析儀可將取樣、加試劑、混合、保溫、比色、結果計算與報告等這些步驟的部分或全部通過自動化來完成，但是仍然具有體積龐大、價格昂貴、操作復雜、需經專業人員的培訓等局限。

此外，食品檢測主要包括農藥殘留、獸藥殘留、非法添加劑檢測、微生物檢測、物種檢測（動植物源性成分）、轉基因檢測等多個方面，能實現多指標同時測定的生物傳感器開發，亦是任重道遠。例如，化學農藥的大量使用以及食品和水質受污染途徑的增多，擬檢測的對象也越來越多，所需要的集成化程度也就越來越高。

由此可見，微型化、集成化和便攜化的食品檢測設備開發仍然存在較大的難度，但是面對市場上食品安全問題的大面積、快速爆發，能滿足國家技術標準和食品安全檢測基準要求，實現食品生產、存儲、銷售現場對食品進行非實驗室的、大范圍的快速檢測技術開發又勢在必行。

在這一現實面前，在加強快速檢測試劑、食品安全檢測生物傳感器開發的同時，食品安全檢測儀在數據上傳和接收的通訊接口與各類外接設備的兼容和匹配等標準化問題亦是十分重要。同時，在將生物化學信息轉化為電、光等信號，再經儀表放大、輸出和分析的部分，如何實時快速的對信號、噪聲進行最優化從而降低噪聲，針對各類待檢測物實現不同有害物質的檢測集成（目前，不同有害物質的檢測過程中，所使用的光源的波長有所區別）就十分重要。