SPR生物传感器及其在食品安全与兽药残留检测中的研究进展
食品分析与检验新技术-生物传感器技术
综述生物传感器技术在食品分析与检验中的应用兰永波(衡水学院生命科学系12生物技术 201240700066)摘要：随着人们对食品安全检测要求的提高和科学技术的飞速发展,新的检测技术正在不断涌现,并应用于食品安全检测。
主要趋势向两极发展: 一是高灵敏度、高选择性的复杂仪器体系,二是快速、自动、简便、经济的便携式现场检测仪器。
分子生物学技术在食品质量安全检测中发挥着越来越重要的作用，本文介绍了基于分子生物学技术的新型食品检测技术——生物传感器技术的研究进展，并对其发展前景做出了展望。
关键词：食品分析与检验；生物传感器技术；研究进展随着社会经济的不断发展,各个国家在食品安全卫生控制方面,正在逐步降低安全卫生指标限量值,这对食品安全检测技术提出了更高的要求。
大规模食品安全事件的频发,也催化了食品现场快速检测技术和仪器的发展。
一方面食品安全检测技术日益趋向于高技术化、系列化和智能化,使检测仪器朝着高灵敏度和高选择性的复杂仪器体系发展,分析方法的联用成为仪器分析的一个热点;另一方面,现场检测仪器在小型便携化的同时,向专业化、速测化、自动化和智能化、信息化纵深发展。
高灵敏度、高选择性的新型动态分析检测和无损检测方法及多元参数的检测技术成为检测技术的发展趋势。
生物传感器技术、生物芯片技术和电子鼻等仿生感觉技术必将发挥越来越大的作用。
1 生物传感器技术概述生物传感器 ( biosensor)是一类对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器, 其核心由固定化的生物敏感材料作识别元件(包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质)与适当的理化换能器(如氧电极、光敏管、场效应管、压电晶体等等)及信号放大装置构成。
生物传感器作为一种新型的检测技术,可以做到小型化和自动化,具有方便、省时、精度高、可现场检测等优点, 被广泛的应用于食品中的添加剂、农药及兽药残留、对人体有害的微生物及其产生的毒素、以及激素等多种物质的检测[1～3]2 生物传感器技术原理及应用在食品添加剂的分析中, 科学家成功地研制出了一些检测食品添加剂的生物传感器, 例如检测亚硫酸盐、亚硝酸盐、烟酸、乳酸和苹果酸的传感器。
(精选)酶生物传感器在农药残留检测中的应用
酶生物传感器在农药残留检测中的应用王梓伊20206312生物技术4班摘要：农药残留是在农业生产中施用农药后一部份农药或农药的分解参悟直接或间接残余于、、、、中和和中的现象〔1〕。
农药残留是现代农业中农药的大规模大量利用的带来的不良后果。
对人体的危害极大，会直接危害中枢神经系统、呼吸系统、代谢系统等，在体内蓄积会致使慢性疾病，量大时可直接致死。
酶传感器是生物传感器的一种在农药残留的检测中具有检测时刻段、样品前处置简单、灵敏度高特异性强等很多可代替的优势〔2〕。
关键词：酶；生物传感器；农药残留；检测农药包括杀虫剂、除草剂、生长调剂剂、灭菌剂，是现代农业中的重要生产资料，防治重大病虫害，保障农业丰收，确保粮食供给方面有不可替代的作用。
农药生产应用上具有高效、迅速避免病虫害，增进植物生长或按使植物按人们的意愿生长，除草剂除草高效、省时省力的特点。
能够说它和优良的品种，其他先进的栽培技术一路制造了咱们此刻的粮食、果蔬的极大丰硕，知足咱们的食物及畜禽的饲料需求〔3〕。
鉴于这些优势农药深受农人的喜爱乃至依托。
我国目前关于农药的利用没有明确的规定，而随着农药的利用病虫害的抗逆性慢慢提高，农药的利用量愈来愈大农人环保意识薄弱，在农业生产中不注意药量操纵及停药期。
可随着农药的大面积施用和治理不标准等因素的缘故，农药残留问题愈来愈严峻。
而残留在农产品中的农药将会直接对人体造成损害。
如有机磷农药能够直接危害人体的神经中枢、呼吸系统、循环系统。
农药在体内蓄积或在体内代谢后产生有害物质引发慢性疾病致畸致癌〔4〕，有报导称农药可引发心血管疾病，造成男性不育，儿童性早熟。
农药进入生态环境中杀死有利生物，进入食物链后沿食物链蓄积。
农药杀死大量的生物使部份物种的数量急剧下降致使生态失衡。
目前我国利用最多的农药要紧有有机磷类及氨基甲酸醋类农药〔5〕。
酶生物传感器的大体原理：当酶电极浸入被测溶液，待测底物进人酶层的内部并参与反映，大部份酶反映都会产生或消耗一种可被电极测定的物质，当反映达到稳态时，电活性物质的浓度能够通过电位或电流的转变反映〔6〕。
传感器技术在食品安全检测中的应用
传感器技术在食品安全检测中的应用民以食为天，食以安为先。
食品安全一直是社会关注的焦点问题，直接关系到人们的身体健康和生命安全。
随着科技的不断发展，传感器技术在食品安全检测领域发挥着越来越重要的作用。
传感器作为一种能够感知和响应环境变化的装置，可以快速、准确地检测食品中的各种成分和污染物，为保障食品安全提供了有力的技术支持。
一、传感器技术的分类目前，应用于食品安全检测的传感器技术主要包括生物传感器、化学传感器和物理传感器三大类。
生物传感器是利用生物活性物质（如酶、抗体、核酸等）作为识别元件，与待测物质发生特异性反应，通过换能器将反应信号转化为可测量的电信号或光信号。
例如，酶传感器可以检测食品中的农药残留、兽药残留等；免疫传感器则能够对食品中的细菌、病毒等病原体进行检测。
化学传感器主要是基于化学物质之间的相互作用来检测目标分析物。
常见的有电化学传感器、光学化学传感器等。
电化学传感器通过测量电极表面的电流、电位或电导变化来确定物质的浓度；光学化学传感器则利用物质对光的吸收、发射或折射特性进行检测。
物理传感器则是通过测量物理量（如温度、压力、湿度等）的变化来间接反映食品的质量和安全状况。
例如，近红外光谱传感器可以快速检测食品中的水分、蛋白质、脂肪等含量。
二、传感器技术在食品安全检测中的具体应用（一）农药残留检测农药的广泛使用虽然提高了农作物的产量，但也带来了潜在的食品安全风险。
传统的农药残留检测方法通常需要复杂的样品前处理和昂贵的仪器设备，费时费力。
而传感器技术的应用则大大提高了检测效率和准确性。
例如，基于乙酰胆碱酯酶的生物传感器可以快速检测有机磷和氨基甲酸酯类农药残留，其检测限低，操作简便，适用于现场快速检测。
（二）兽药残留检测在畜牧业中，为了预防和治疗动物疾病，常常会使用兽药。
然而，兽药残留超标会对人体健康造成危害。
免疫传感器在兽药残留检测方面表现出色，能够特异性地检测出肉类、蛋类和奶制品中的抗生素、激素等兽药残留。
兽药残留检测技术现状
兽药残留检测技术现状摘要近年来，国际上发生了一系列重大的食品安全事件，使得消费者对食品安全的信任度下降，对食品来源的关注逐渐增加。
动物源性食品安全问题现已成为全球性的议题。
因此，建立准确、灵敏、可靠的兽药残留分析方法刻不容缓。
本文介绍了目前兽药残留分析的检测现状。
关键词兽药残留检测食品安全Abstract In recent years, a series of major international food safety incidents have happened, consumers trust in food safety dropped, and focus on increasing food sources. Animal-derived food safety has become a global issue. Therefore, there must be establishing accurate, sensitive and reliable way about analysis of veterinary drug residues without delay. This article describes the current status of the detection of veterinary drug residue analysis. Keywords Residues of Veterinary Drugs detect food security0前言近年来，兽药在畜牧生产中的应用增加，由此导致的动物性食品中兽药残留问题日益突出。
兽药残留分析是复杂混合物中痕量组分的分析技术，既需要精细的微量操作手段，又需要高灵敏的痕量检测技术，难度大、仪器化程度和分析成本高，分析质量控制和分析策略有特殊要求。
现对兽药残留分析中的和检测方法作简要介绍[1]。
1检测技术有许多高灵敏、通用性或专一性强的检测器供选用，如氢焰离子化检测器(FID)、氮磷检测器(NPD)等。
动物源性食品中兽药多残留快速检测技术及精确质量数据库的建立
动物源性食品中兽药多残留快速检测技术及精确质量数据库的建立一、本文概述随着畜牧业的快速发展，兽药在动物源性食品生产中的应用日益广泛，兽药残留问题逐渐凸显，对食品安全和人体健康构成了潜在威胁。
建立一种快速、准确的兽药多残留检测技术，并构建精确的质量数据库，对于保障动物源性食品的安全性和提升兽药监管水平具有重要意义。
本文旨在探讨动物源性食品中兽药多残留快速检测技术的研究进展，并阐述精确质量数据库的建立方法与应用价值。
文章首先综述了目前国内外兽药多残留检测技术的现状和发展趋势，包括免疫分析法、色谱法、质谱法等多种检测方法的优缺点和适用范围。
在此基础上，文章重点介绍了几种新型的快速检测技术，如基于纳米材料的检测技术、生物传感器技术等，这些技术具有快速、灵敏、高通量等优点，为兽药多残留检测提供了新的思路和方法。
本文还详细阐述了精确质量数据库的建立过程，包括数据采集、数据处理、数据存储和数据挖掘等方面。
通过整合各种兽药残留数据，建立全面、准确、可靠的兽药残留数据库，为兽药监管和食品安全风险评估提供有力支持。
文章对兽药多残留快速检测技术和精确质量数据库的建立进行了展望，认为未来应加强技术创新和跨学科合作，推动兽药残留检测技术的进一步发展和完善，为保障动物源性食品的安全性和促进畜牧业的可持续发展做出更大贡献。
二、动物源性食品中兽药多残留问题的现状与挑战随着养殖业的快速发展，动物源性食品中兽药多残留问题逐渐凸显，成为全球性的食品安全难题。
兽药多残留不仅会对动物和人类健康产生直接危害，还会影响生态环境安全。
建立快速、准确、灵敏的兽药多残留检测技术及精确质量数据库至关重要。
目前，动物源性食品中兽药多残留问题的现状严峻。
一方面，养殖过程中为预防和治疗动物疾病，大量使用抗生素、激素等兽药，导致兽药残留问题日益严重。
另一方面，一些不法养殖者为了追求经济利益，滥用兽药，甚至使用违禁药物，进一步加剧了兽药多残留问题。
由于兽药种类繁多，不同药物之间的残留代谢规律复杂，也给兽药多残留检测带来了巨大挑战。
生物传感器的研究进展综述
生物传感器的研究进展综述一、本文概述生物传感器作为一种集成了生物识别元件和信号转换器的设备，其在生物、医学、环境、食品安全等领域的应用日益广泛。
本文旨在综述生物传感器的研究进展，包括其基本原理、分类、应用领域以及存在的挑战和未来的发展趋势。
我们将重点关注近年来在生物传感器领域的创新技术和研究成果，以期为读者提供一个全面而深入的理解。
我们将简要介绍生物传感器的基本原理，包括其工作机制和主要构成部分。
接着，我们将根据生物识别元件的不同，对生物传感器进行分类，并详细讨论各类生物传感器的特点和应用领域。
在此基础上，我们将重点分析近年来在生物传感器研究方面的主要进展，包括新材料、新技术和新方法的开发和应用。
我们还将探讨生物传感器在实际应用中所面临的挑战，如灵敏度、特异性、稳定性和寿命等问题，并就此提出可能的解决方案。
我们将展望生物传感器未来的发展趋势，预测其在未来可能的应用领域和发展方向。
通过本文的综述，我们希望能够为研究者提供一个关于生物传感器研究进展的全面视角，为其未来的研究和开发提供有益的参考。
二、生物传感器的基本原理与技术生物传感器是一种利用生物分子识别元件与物理或化学换能器相结合，对生物物质进行高选择性、高灵敏度检测的新型分析装置。
其基本原理是将生物分子识别过程（如酶促反应、抗原抗体反应、核酸杂交等）与信号转换器（如电化学电极、光学器件、压电晶体等）相结合，通过生物识别元件与待测物之间的特异性相互作用，将生物化学反应产生的信息转化为可检测的电信号、光信号或其他形式的信号，从而实现对待测物的定性或定量分析。
生物传感器的核心技术包括生物识别元件的制备与固定化技术、信号转换与处理技术，以及传感器的微型化与集成化技术。
生物识别元件的制备是实现生物传感器特异性与灵敏度的关键，常见的生物识别元件包括酶、抗体、核酸适配体、细胞和组织等。
信号转换与处理技术是生物传感器将生物识别信号转化为可测量电信号的核心，常见的信号转换方式有电化学转换、光学转换、热学转换等。
生物传感器技术在食品安全检测中的应用探索
生物传感器技术在食品安全检测中的应用探索引言食品安全一直是人们关注的焦点之一。
随着科技的发展，生物传感器技术作为一种高灵敏度、高选择性的分析工具，正被广泛运用于食品安全检测领域。
本文将探讨生物传感器技术在食品安全检测中的应用，并介绍其在不同领域的探索。
第一章生物传感器技术的原理与分类1.1 生物传感器技术的基本原理生物传感器技术利用生物仪器耦合作用，将生物分子对特定分析物质的识别与变化转化成可测量的信号，从而实现对分析物质的检测与定量。
其基本原理是通过生物体内特异性反应的生物分子（如酶、抗体和核酸等）与待测物质发生特异性反应，产生信号。
1.2 生物传感器技术的分类根据生物传感器技术所使用的生物分子类型，可以将其分为酶传感器、抗体传感器和核酸传感器等。
酶传感器主要利用酶的催化作用进行检测；抗体传感器利用抗体与待测物质的特异性结合进行检测；核酸传感器则通过与待测物质相互作用实现检测。
第二章生物传感器技术在食品安全检测中的应用2.1 生物传感器技术在农药残留检测中的应用农药残留是导致食品安全问题的重要原因之一。
传统的农药残留检测方法通常需要复杂的样品处理过程和昂贵的仪器设备。
生物传感器技术具有简单、快速、灵敏的特点，被广泛应用于农药残留检测领域。
例如，利用酶传感器可以检测农作物中的农药残留浓度，通过抗体传感器可以对农产品中的农药进行快速筛检。
2.2 生物传感器技术在微生物污染检测中的应用微生物污染是食品安全中的另一个重要问题。
生物传感器技术可以通过检测微生物的特定代谢产物或抗原来快速、准确地检测食品中的微生物污染。
酶传感器和核酸传感器在微生物污染检测中具有广泛的应用潜力。
利用酶传感器可以检测食品中特定微生物的产生的酶活性，通过核酸传感器可以检测微生物的特定基因序列。
2.3 生物传感器技术在食品添加剂检测中的应用食品添加剂是保持食品品质和延长食品货架期的重要物质。
然而，过量或非法添加食品添加剂可能对人体健康造成危害。
食品中农兽药残留检测新技术进展分析
食品中农兽药残留检测新技术进展分析发布时间：2021-09-01T03:43:07.037Z 来源：《科学与技术》2021年第29卷第4月第12期作者：王小红[导读] 农兽药在现阶段的农业生产中主要作用就是防治病虫草害的，可以有效提升王小红西藏山南市农产品质量安全检验检测中心 856000摘要：农兽药在现阶段的农业生产中主要作用就是防治病虫草害的，可以有效提升农作物产量。
但实际上，农兽药撒到农作物上之后，在消灭病虫害的同时也会残留极少的农药。
人们长时间摄食带有残留农药的农作物就会导致身体出现问题。
近几年，因为大部分的农户不注重正确、合理的使用农药，致使在粮谷、水果蔬菜以及茶叶等农作物上出现残留农药的现象比较常见，并且残留量严重超标，每年都在加速增加。
所以，相关技术人员必须要重视对食品中农兽药残留检测技术的研究，促进我国种植业健康稳定发展。
关键词：食品；农兽药；残留检测技术食品的安全对于人们的健康有着至关重要的影响，在检测果蔬类食品的过程中，农药残留是最主要的检测环节，所以在进行检测之前，将食品上的残留农药清理干净是提升食品安全的主要工作。
在当前的社会中经常由于农药残留处理不细致而致使食品中含有较多的农药残留，最后出现食品安全事故。
在农药中含有较多并且复杂的化学成分，所以相应的检测处理技术必须要有极高的精准度，进而确保可以全面的检测出食品中残留的农药，作者根据食品中农兽药残留检测展开相关的分析探究。
一、农兽药残留检测的重要性在当前的社会中，食品安全事故是比较常见的，对社会的秩序产生了非常严重的影响，同时食品安全问题也成为所有人重点关注的话题。
在人们的日常生活中，食品是必不可少的，食品的安全直接影响着人们的健康，所以我们必须要重视食品安全问题。
造成食品安全事故有很多的原因，当中最为主要的就是农兽药残留，这样是我国食品监管单位现阶段重点开展的工作。
在农业以及畜牧业生产活动中，大量使用农药会导致在食品中残留过多，人们长期食用这些了食品就会出现耐药性，时间一长就导致体内堆积大量农兽药毒素，严重威胁人们的生命安全。
畜禽产品中兽药残留及其检测方法研究进展
畜禽产品中兽药残留及其检测方法研究进展王小清1许燕贞2(1.武汉市黄陂区公共检验检测中心武汉430300;2.晋江市农业农村局福建晋江362200)摘要本文从畜禽产品兽药残留检测的意义、兽药残留的危害及种类、检测技术方面进行阐述,以期对当前畜禽产品中兽药残留及其检测方法研究进展有一个全面的了解。
关键词兽药残留检测的意义危害检测方法文献标识码:A文章编号:1003-4331(2024)01-0033-05R es earch progres s on vet eri nary drug res i dues and t hei r det ect i on m et hods i n l i ves t ock and poul t ry product sW ang X i aoqi ng1X u Y anzhen2(1.W uhan H uangpiD i s t r i ctPubl i c I nspect i on and Tes t i ng Cent er,W uhan430300;2.J i nj i ang A gr i cul t ur e and R ur alBur eau,Fuj i an Ji nj i ang362200)A bs t ract Thi s ar t i cl e el abor at es on t he si gni f i cance,har m,t ypes,and det ect i on t echni ques of vet er i nar y dr ug r es i dues i n l i vest ock and poul t r y pr oduct s,i n or der t o have a com pr ehens i ve under s t andi ng oft he cur r entr es ear ch pr ogr es s on vet er i nar y dr ug r es i dues and t hei r det ect i on m et hods i n l i ves t ock and poul t r y pr oduct s.K ey w ords V et er i nar y dr ug r es i due H az ar d D et ect i on m et hod1兽药残留检测的意义随着经济发展和人们素质的提升,对食品质量和食品安全的要求越来越高。
农产品安全检测中SPR生物传感技术应用探讨
农产品安全检测中SPR生物传感技术应用探讨摘要农产品安全关乎人民群众的生活质量和身体健康安全，始终是社会大众关注的重点问题之一，因此在农产品安全检测过程中应用SPR生物传感技术显得极为重要，能够有效地提升检测效率和精准度。
关键词农产品; 安全检测; SPR生物传感技术一SPR生物传感技术应用概述SPR生物传感技术即表面等离子体共振生物传感技术，该技术应用在食品和农产品快速检测方面的设备主要是由棱镜、光源、AU膜以及生物分子识别膜等部分构成。
检测时，入射光以一定的角度入射到棱镜中来，在棱镜与金属膜的界面发生反射以及折射，当入射角θ大于临界角θc的时候，光线就会被全部反射，当入射光的波向量与金属膜表面的等离子波（SPW）的波向量匹配时，光线就耦合进入金属膜，引起金属膜内的自由电子产生共振，即表面等离子体共振（SPR）。
SPR生物传感器具有高度的敏感性，并且能够自主完成信号检测工作，具体的处理流程为：被检测样品表面的生物分子之间会形成相互作用导致表面等离子体共振生物传感器出现折射率的变化，折射率所产生的变化会被传感器的AU膜表面捕捉，并且与样品表面所反射的光强度进行对比，内置的光电探测器能够对单个光电信号的变化状况进行持续地监测记录，以此来对被检测样品的浓度进行准确地分析。
二农产品安全检测中SPR生物传感技术的应用（一）农产品中农药残留的检测农药在现如今的农业生产中应用范围十分广泛，通过使用农药能够有效地降低农作物的病虫害出现的概率，对于农作物产量的提升具有不可替代的功能。
但长时间的使用农药，不仅会对土壤、水体等周边自然生态环境造成不可弥补的污染，农药残留物也会通过农产品影响到人们的身体健康[3]。
农产品中的农药残留物主要包含有机磷、有机氯、有机氮等。
GB 2763—2021《食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》[4]对564种农药的残留量都进行严格的限定。
农药残留物具有分子量较小、容易汽化、热稳定性较强等特性，常规的检测手段不仅不能保证精度，操作流程也十分繁琐。
生物传感器在农药残留检测中的应用研究
生物传感器在农药残留检测中的应用研究农药残留是当前农业生产中一个不可忽视的问题，它直接关系到人类的健康和环境的安全。
为了有效地监测和控制农药残留，科研人员们不断探索着各种新的方法和技术。
生物传感器作为一种新型的检测技术，在农药残留检测中展现出了巨大的潜力。
本文将就生物传感器在农药残留检测中的应用展开详细研究和探讨。
首先，我们需要了解什么是生物传感器。
生物传感器是一种基于生物分子与传感器表面相互作用来实现信号检测和传输的一类传感器。
它的结构可以简单，也可以复杂，但核心的部分始终是生物分子。
这些生物分子通常有很强的特异性，可以与目标物质选择性地结合，并通过某种信号传导方式将这种结合事件转化成容易测量的信号输出。
因此，生物传感器可以利用生物识别元件（生物传感器）与物理/化学转换元件（传感器）相结合的优势，实现对目标物质的高灵敏度、高特异性检测。
在农药残留检测领域，生物传感器具有独特的优势。
首先，生物传感器作为一种基于生物分子相互作用的检测技术，具有良好的特异性。
生物传感器可以通过设计合适的生物识别元件来识别目标农药成分，与之结合形成特定的配位化合物。
这种高度特异性的识别能力使得生物传感器在区分目标物质和其他物质方面具有明显的优势，可以减少误报和漏报的情况，提高检测准确性。
其次，生物传感器具有很高的灵敏度。
生物传感器对目标物质的检测可以通过多种信号转导方式进行，包括光学、电化学、压电等多种技术手段。
这些灵敏度较高的信号转导方式可以使得生物传感器在极低浓度下也能够有效地检测到目标农药残留物，满足监测要求。
此外，生物传感器还具有良好的实时性和便捷性。
生物传感器可以通过微型化、远程数据传输等技术手段实现对检测信号的实时监测和远程控制，实现对农药残留的即时监测和报警，为防范风险提供了便捷的手段。
生物传感器在农药残留检测领域中主要应用于以下几个方面。
首先，生物传感器可以应用于土壤中农药残留物的检测。
农药的使用是提高农产品产量和质量的必要手段，但过量使用或者不当使用农药会导致土壤中农药残留物的积累，对土壤生态系统和人类健康造成不良影响。
SPR 生物传感器的应用现状与发展趋势
SPR 生物传感器的应用现状与发展趋势0引言SPR 生物传感器是20 世纪80 年代出现的一种基于物理光学原理的新型生化分析系统，是生物传感器中起步较晚的一种。
20 世纪初，Wood R W 观测到用连续光谱的偏振光照射金属光栅时出现了反常的衍射现象，第一次对这种现象作了公开描述。
1983 年，瑞典科学家Liedberg 首次将SPR 技术应用于抗体抗原相互作用的测定，由此产生了世界上第一只SPR 生物传感器。
此后，各国开始了研究的热潮。
我国开展SPR 传感器的研究较晚，尚处于起步阶段。
目前，已经成功研制多种SPR 传感器。
SPR生物传感器作为一种强有力的动态检测手段，与传统检测手段比较，具有实时检测、无需标记、耗样量少等突出优点，在生物工程、医学、食品工业等多个领域都有广阔的应用前景。
本文介绍SPR 生物传感器的基本原理，并在此基础上详细概括了SPR 生物传感器在生命科学，药物残留，疾病诊断以及食品检测中的应用，并对其未来的发展趋势进行了展望。
1 SPR 生物传感器的原理SPR 是一种物理光学现象，是由入射光的电磁波和金属导体表面的自由电子形成的电荷密度波相互作用产生的。
这种沿着金属导体( 金、银) 表面传播的电荷密度波是一种电磁波，被称为表面等离子体波( surface plasmon wave，SPW) 。
这种波是一种消逝波，它在金属内部的分布是随着与表面垂直距离的增大而呈指数衰减的。
当平行表面的偏振光以一定角度照在界面上发生衰减全反射时，入射光被耦合入表面等离子体内，光能大量被吸收，在这个角度由于表面等离子体谐振将引起界面反射率显著减少。
SPR 对附着在金属表面的电介质的折射率非常敏感，而折射率是所有材料的固有特征。
因此，任何附着在金属表面上的电介质均可被检测，不同电介质其表面等离子角不同。
而同一种电解质，其附着在金属表面的量不同，则SPR 响应强度不同。
基于这种原理的生物传感器通常将一种具特异识别属性的分子即配体固定于金属膜表面，监控溶液中的被分析物与该配体的结合过程。
浅析食品中农兽药残留检测相关技术
浅析食品中农兽药残留检测相关技术青岛瑞奈医疗科技有限公司山东省青岛市266000青岛瑞奈医疗科技有限公司山东省青岛市266000摘要：食品安全关系国计民生，也是人们关注的热点问题，只有保障食品安全，才可以促进人们身体健康、推动社会稳定发展，农药兽药残留检测技术便是保障食品安全的重要手段之一。
当前监管部门和检测机构面对较大的压力，需要依赖各类检测技术和手段，提高检测速度和靶向性，尽可能在短时间内精准排查食品安全隐患并将其消除，推动食品市场健康、稳定发展。
关键词：食品；农药兽药；残留检测1、食品农药兽药检测前期处理食品农兽药检测是一项烦琐的工作，检测食品中农药兽药前会接触到诸多样品，其中会涉及复杂的成分和品种，所以在检测技术接入前有必要对食品样品做相应前处理，以保证后续检测质量处于较高水平。
传统处理手段包括液液萃取、离心、过滤和索氏萃取等，但这些方法存在显著弊端，如有机溶剂消耗量大、处理时间长、样品易损坏及操作烦琐等。
近些年，固相萃取、超临界流体萃取等技术广泛应用，优点是节省时间、步骤简单、节省材料、精准度高和容易实现自动化等。
今后，检测前处理技术的研发工作将会致力于研发出无溶剂或少溶剂的萃取技术，如尝试将纳米技术和纳米材料应用于食品样品处理过程中，提升处理手段的灵敏性、高通量，现已经开发应用纳米材料如石墨烯、金纳米材料等。
2、食品农药兽药残留检测技术2.1 仪器分析法在食品农兽药残留检测中，仪器分析法是常见且常用的检测技术，优点是精密度高、重现性好。
通常会使用到色谱仪或质谱仪等大型精密仪器作为检测工具。
质谱分析的原理是不同分析物的质荷比，在离子化器中发生电离，生成不同荷质比的带电离子，经加速电场的作用，形成离子束进入质量分析器筛选分析，得到目标化合物。
由于质谱仪扫描速度快和灵敏度高，具有超快的扫描选择能力，能够在短时间内增加分子定量的数量，适合多组分残留同时测定。
因此，将色谱仪和质谱仪联合使用，发挥色谱仪的高选择性和质谱多种残留同时测定的优势，即便存在多项干扰因素，也可以确保检测精准度较高，在分析多残留定性定量中显现出较强优势，目前应用最为广泛。
生物传感器及其在食品安全中的应用
食品中农药残留的检测
农药残留检测
生物传感器能够检测食品中微量 农药残留，为食品安全提供有力
保障。
检测原理
生物传感器利用酶或微生物对农药 分子的特异性反应，将农药残留转 化为可测量的电化学或光学信号。
应用范围
生物传感器在农产品质量检测、进 出口食品安全检验等领域具有广泛 的应用前景。
光学生物传感器
利用光学原理，开发出能够实时监测食品中微生物和化学污染物的 光学生物传感器。
生物芯片传感器
将生物识别元件集成在芯片上，实现多通道、高通量的食品检测。
生物传感器与其他技术的结合应用
1 2
生物传感器与质谱技术
结合质谱技术的高分辨率和高灵敏度，实现对食 品中未知有害物质的鉴定和分析。
生物传感器与微流控技术
生物传感器的工作原理
生物传感器的工作原理基于生物分子识别元件与目标物质 之间的相互作用，这种相互作用会导致生物分子识别元件 的物理或化学性质发生变化，从而引起转换元件的响应， 最终转化为可测量的电信号或光信号。
生物传感器的工作过程包括分子识别、信号转换和信号处 理三个步骤，其中分子识别是关键步骤，决定了生物传感 器的选择性。
采用特殊的表面修饰和功能化技 术，改善生物传感器与目标物质 的相互作用，提高检测性能。
03
多模式信号放大策 略
采用多模式信号放大策略，提高 生物传感器的信号强度，降低检 测限。
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THANKS
利用微流控技术的微型化和集成化优势，开发便 携式、高效的食品检测系统。
3
生物传感器与机器学习技术
通过机器学习算法对生物传感器数据进行处理和 分析，提高检测的准确性和可靠性。
兽药残留分析技术进展资料课件
致癌风险
部分兽药被认为有致癌性， 长期接触可能增加患癌风 险。
国内外兽药残留监管现状
国内监管
我国已制定一系列兽药残留标准， 加强养殖、屠宰等环节的监管力度。
国际监管
许多国家和地区都有严格的兽药 残留限量标准和监管措施。
兽药残留分析技术发展历程
02
传统兽药残留分析技术
微生物法
利用微生物抑制法或生化 试验检测兽药残留。
02
基因工程技术具有高灵敏度和特异性，能够检测出极低浓度的药物残留，有助 于及时发现和防止药物滥用。
03
基因工程技术需要专业的技术和设备支持，成本较高，目前尚未广泛应用于兽 药残留检测中。
色谱技术
色谱技术是一种分离和分析复杂混合物中各组分的方法。在兽药残留分析中，色谱 技术可用于分离和鉴定动物组织中的药物残留。
色谱技术具有高分离效能和灵敏度，能够同时分离和测定多种药物残留，提高了检 测效率。
色谱技术需要使用有机溶剂，对环境和人体有一定的危害，需要采取相应的安全措施。
生物传感器技术
生物传感器技术是一种利用生物分子识 别元件对特定物质进行检测和测量的方 法。在兽药残留分析中，生物传感器技 术可用于快速检测动物组织中的药物残
仪器检测方法具有准确度高、灵 敏度高等优点，但需要昂贵的仪
器设备和专业的操作人员。
仪器检测方法主要应用于实验室 内的精确测定和确证。
新型兽药残留分析技术介绍
04
基因工程技 术
01
基因工程技术是一种利用重组DNA技术对基因进行操作和修饰的方法。在兽药 残留分析中，基因工程技术可用于检测和鉴定特定基因的表达，从而确定动物 组织中是否存在特定药物的残留。
灵敏度与特异性难以平衡
动物源性食品中兽药残留快速检测技术研究进展
动物源性食品中兽药残留快速检测技术研究进展动物源性食品中兽药残留快速检测技术研究进展随着畜牧业规模化和产业化，为了防止群体染病事件的发生，同时为了追求利益的最大化，养殖过程中兽药的使用量和使用范围逐渐被扩大化，国家对于兽药的安全使用有很多规定，但因为养殖者对法律法规及相关标准的不了解或受到利益的驱动，滥用、误用兽药，极易造成兽药残留超标。
食品安全监控体系不断发展完善，但兽药残留依然是动物源性食品中安全监管的重点和热点。
我国国家标准中兽药残留的检测方法有气相色谱法、液相色谱法、薄层色谱法、气相色谱-质谱联用法、液相色谱-质谱联用法等[1]，但是这些方法存在预处理复杂、需要配备昂贵的大型仪器、操作繁琐、对人员素质要求高、试验成本高等缺点，不利于进行食品安全监管的现场快速检测；而一些快检技术（如免疫技术、生物传感器技术、拉曼光谱检测技术）具有快捷、简便、成本低等特点，被广泛运用。
对近几年动物源性食品中兽药残留快速检测技术进行综述，重点介绍了酶联免疫技术、生物芯片技术、生物传感器技术、拉曼光谱检测技术等快速检测技术，并对快速检测技术在食品分析领域中，尤其是动物源性食品中兽药残留的应用前景进行了展望。
1 免疫技术1.1 酶联免疫技术酶联免疫技术是由免疫技术与现代测试手段相结合而建立的一种超微量测定技术[2]，对于兽药残留的检测一般采用3种竞争分析模式，即抗体包被直接竞争、抗原包被直接竞争和间接竞争[3]。
Wang L 等人[4]进行胶体金吸附和酶联免疫吸附交叉试验，这2种方法获得良好的相关性，可以快速测试动物源食品中14种磺胺残留。
王忠斌等人[5]建立了氨基糖苷类抗生素多残留的直接竞争ELISA分析方法，快速检测新霉素、卡那霉素、庆大霉素、链霉素等兽药中常用的氨基糖苷类抗生素。
王自良等人[6]研制的苯巴比妥ELISA试剂盒，线性检测范围广，达1.0～81.0 ng/mL，灵敏度高，检测限低。
王选年等人[7]研制的盐酸克伦特罗ELISA试剂盒，线性检测范围为0.5～128.0 ng/mL，与肾上腺素、去甲肾上腺素、莱克多巴胺及多种抗生素均无交叉反应性。
基于共振能量转移的生物传感器在食品安全检测中的应用研究进展
第42卷第5期2201年5月分析测试学报FENXI CESHI XUEBA0(Jomal vf Instmmectal Analysis)VoO 46 No 1757-661doi : 17. 3966/j. issn. 1704 -4457. 2221. 05・ 005基于共振能量转移的生物传感器在 食品安全检测中的应用研究进展包昆鹭40,许 琪40 ,曹宏梅40 ,刘 星40,陈 奇40**收稿日期：2222-4 -25；修回日期：2201 -21 -15基金项目：海南省自然科学基金资助项目(2190249 , 2217RC117)；国家自然科学基金资助项目(5192162 , 51762495)*通讯作者：陈 奇，博士，讲师,研究方向：食品安全,E - mail : qicbea@ hainann. cdn. co(4海南大学食品科学与工程学院,海南海口 570223； 2.海南省食品营养与功能食品重点实验室,海南海口 570223)摘 要：共振能量转移(Resocauce eperyy transfer , RET)是一种发生在供体和受体之间的非辐射能量转移过 程。
RET 的能量转移效率对供体和受体间的距离变化非常敏感,可被用于开发新型的光学生物传感器。
与传 统光学生物传感器相比,基于RET 的生物传感器无需洗涤及分离过量标记物等步骤,可大幅简化检测流程。
因RET 具有灵敏度高、操作简便及速度快等优点,近年来,在医学诊断、生命科学研究、环境监控以及食品安全检测等领域备受关注。
该文根据能量供体的不同,将RET 分为3种类型：荧光共振能量转移(Fluorewcepco resocauce eperyy transfer , FRET )、生物发光共振能量转移(Biommiuesce/ce resocauce euergy transfer , BRET )和化学发光共振能量转移(Chemilumiuesceuco resocauce eueryy transfer , CRET )。
食品安全与生物传感器技术
换能器(信号转换器)将分子识别元件进行识别时所产生 的化学的或物理的变化转换成可用信号．
生物传感器的信号转换器已有许多种，其中到目前为 止用得最多的且比较成熟的是电化学电极，用它组成 的生物传感器称为电化学生物传感器．
（三）信号处理放大装置
主要负责信号的分析处理和放大输出。 它能将换能器产生的电信号进行处理、放大和输出。
1977年,钤木周一等发表了关于对生化需氧量(BOD)进行 快速测定的微生物传感器的报告 , 正式提出了对生物传 感器的命名。
5.1 将化学变化转变成电信号
如酶传感器,酶催化特定底物发生反应,从而使特定生成物 的量有所增减。
用能把这类物质的量的改变转换为电信号的装置和固定化 酶耦合,即组成酶传感器,常用转换装置有氧电极、过氧化氢。
例如大多数酶反应的热焓变化量在25-100kJ/mol的 范围。这类生物传感器的工作原理是把反应的热效应借 热敏电阻转换为阻值的变化,后者通过有放大器的电桥输 入到记录仪中。
数显温度计采用温度敏感元件也就是温度传感器（如 铂电阻，热电偶，半导体，热敏电阻等），将温度的 变化转换成电信号的变化，如电压和电流的变化，温 度变化和电信号的变化有一定的关系，如线性关系， 一定的曲线关系等，这个电信号可以使用模数转换的 电路即AD转换电路将模拟信号转换为数字信号，数字 信号再送给处理单元，如单片机或者PC机等，处理单 元经过内部的软件计算将这个数字信号和温度联系起 来，成为可以显示出来的温度数值，如25.0摄氏度， 然后通过显示单元，如LED,LCD或者电脑屏幕等显示 出来给人观察。这样就完成了数字温度计的基本测温 功能
２生物传感器工作原理
待测物质经扩散作用进入固定生物膜敏感层，经分子识 别而发生生物学作用，产生的信息如光、热、音等被相应 的信号转换器变为可定量和处理的电信号，再经二次仪表 放大并输出，以电极测定其电流值或电压值，从而换算出 被测物质的量或浓度。
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万方数据时侦测式生物感测仪器。
ＢｉｏｃｏｒｅＡＢ公司率先在１９９０年推出ｒ第一台商业化的ＳＰＲ一生物传感器。
此后，各国开始了研究这种传感器的热潮”＿３Ｊ。
ｓＰＲ～生物传感器在生命科学某牡领域，例如多分子相互作用时、受体与配体相互作Ⅲ时、核酸杂交过程中亲和性和动力学等研究中得到广’泛应用，以抗原抗体特异性反应为特征的生物传感器称为免疫传感器。
ｓＰＲ一免疫传感器在抗原或抗体定量分析中以及抗原抗体相互作用Ｈ｝的热力学分析中得到应用。
虽然ｓｆ，Ｒ一生物传感器在食品检测方面的应用不足很多，但近年来发展迅速，目前ＢｉｏｃｏｒｅＡＢ公司的产品还可用于兽药残留的检测。
１ＳＰＲ一生物传感器的工作原理ＳＰＲ一生物传感器主要由传感芯片，微量射流取样控制系统和ｓＰＲ检测器组成，传感芯片是一个嵌在塑料支持物上的镀金玻璃片，玻璃片表面共价结合有能固定生物分子的葡聚糖层，不同型号的传感芯片表面涂有不同的葡聚糖层，最常用的是羧甲基化葡聚糖一ＣＭ５“一。
用化学的方法，将抗原或抗体固定在传感器表面，当待测样品连续注射通过芯片表面，抗原抗体特异性结合后，芯片表面复合物浓度发生改变，当偏振光在芯片上反射时，就会发生ＳＰＲ现象。
通过ＳＰＲ检测器把抗原抗体反应情况实时反映在传感圈上。
角度改变的大小可以用共振单位ｆＲｕ）来表示，１Ｒｕ＝ｏ．Ｏ００１０。
２ＳＰＲ一生物传感器一般分析程序２．１待检洲物的固定：待检测物的固定有胺连接法和硫醇基、醛基固定法，也可以通过抗生蛋白链菌素与生物素的相互作用来固定。
在胺连接法中，用Ｎ一羟基丁二酰胺（ＮＩ幅）和碳二亚胺盐酸盐（ＥＤｃ）的混合溶液修饰羧甲基基团，使Ｎ一羟基丁一二酰酯引入到基质表面，生物配位体上的胺或其他亲核基丽再与Ｎ一羟基丁二酰酯形成共价连接。
没参加反应的酯加入乙醇胺盐使之失活。
同定在基质上的生物配位体的数目受ＮＨｓ／ＥＤＣ激活的羧甲基基团、离子浓度、偶联缓冲液浓发的影响，同时也受配位体浓度和反应时间的影响。
２．２抑制分析方法：采用直接法分析低浓度、小分子量的半抗原物质（如抗生素、激素）时，检测灵敏度不高，而间接抑制法可提高检测灵敏度。
在抑制分析法中，待检测物或待检测物的偶联产物首先同定到传感芯片表面”ｊ。
样品混合溶液上样前先与抗体混合，如果有抗体的存在，一部分抗体被阻断，再注射通过传感芯片表面，共振单位与半抗原浓度成等比例变化。
２．３减少基质作用：在抑制分析方法巾，存在２种类型的基质作用。
一是样品中的基质成分能非特异性的与传感芯片结台；二是基质成分阻止抗体与样品中抗原和固定在传感芯片表面抗原的相互作用，基质作用会造成假阳性结果的出现，其中对非特异性结合引起的基质作用的研究比较多。
最常用的一种减少非特异性结合的方法是使用１０倍或更高倍数的样品稀释液清洗传感器芯片表面，例如Ｎｙｇｒｅｎ等在分析叶酸结合蛋白时，样品注射通过传感芯片表面后，增加一步清洗过程，来减少因用凝乳酶处理牛奶后产生的非特异性结合作用。
Ｈａａｓｎ００ｔ等在分析奶粉中非乳蛋白时，用固定有兔ＩｇＣ的流动池作对照，来校正非特异性结合作用。
Ｊｏｈｎｓｓｏｎ等在做苯丙眯唑类药物残留分析时，首先用饱和硫酸氨沉淀牛血清蛋白，避免可能产生的非特异性结台作用。
Ｂｅｒｇｓｔ而ｍ曾在缓冲液中加入葡聚糖，来减少非特异性结合作用。
２．４表面再生：理想的再生缓冲液应能够洗脱传感表面所有非共价结合的物质．同时不改变配位体的生物活性，使抗原抗体解离的一般方法是使用高ｐＨ值或低ｐＨ值缓冲液，例如ＮａＯＨ、Ｈｃｌ或甘氨酸溶液。
多种化学试剂的混合溶液也能有效地“打断”抗原抗体间的强作件Ｊ力，高ｐＨ值或低ｐＨ值的强供电有机溶荆的混合溶液可以促使抗原抗体复合物的解离。
高离液序列盐（盐酸孤）、离子去垢剂（ｓＤＳ）或者乙腈都是促进抗原抗体复合物解离的有效试剂。
Ｊｅ仃ｅｒｉｓ等详细地讨论了与抗原抗体相互作用有关的结合力和理想解离条件。
为了简化实验操作，使表面再生标准化，Ｂｉ”ｏｒｅ产品使用了通用捕获表面。
３ｓＰＲ一生物传感器在食品安全分析中的应用近年来，利用ｓＩ璇一生物传感器技术检测食品中的病原微生物和毒素的应用研究发展迅速。
Ｆｈｔａｎｌｉｃｏ等７１建立了一种快速检测Ｅ．ｃｏｌｊ０１５０：Ｈ７的方法；随后，ＭｅｄｉｎａＬｓ３对这种菌对细胞外基质产生的抑制作用进行了研究。
Ｍｅｄｉｎａ应用ＢｉｏｃｏｒｅｓＰＲ生物传感器产品检测食品中的葡萄球菌肠毒素。
随后，Ｎｅｄｅｌｋｏｖ将ＭＡＬＤｌ—Ｆ０｝、质谱法与Ｂｉｏ—ｃｏｒｅ技术相结合，提高了该毒素的检测灵敏度。
Ｊｏｎ鼯血Ｌ弓一Ｇ０ｒｅｍａＩ【ｅｒ川Ｂｊ∽ｏｍ３ｆ）（）０成功检测到了鸡血清中抗２种沙门氏菌的抗体。
ＩｍｎａＩｄ和Ｂｏｋｋ∞分别研究了应用Ｂｉ∞ｏｒｅ技术检测食品中的李氏杆菌和沙门氏菌Ｂ、Ｄ、Ｅ的方法。
Ｄａｌｙ研究了，黄３９２００７年第５期畜牧与饲料科ｍ学 万方数据 万方数据SPR-生物传感器及其在食品安全与兽药残留检测中的研究进展作者：杨丽华， 吕玉梅， Yang Lihua， Lu Yumei作者单位：内蒙占大学创业学院,内蒙古,呼和浩特,010021刊名：畜牧与饲料科学英文刊名：ANIMAL HUSBANDRY AND FEED SCIENCE年，卷(期)：2007，28(5)引用次数：1次1.Kress -Rogers E In handbook of biosensors and electronic noses,medicine,food,and the environment 19972.Baird C L.Myszka D G Current and emerging commercial optical biosensors 20013.Mullett W i E P.Yeung J M Surface plasmon resonance -based immunoassays 20004.Rich R.Myszka D G Advances in surface plasmon resonance biosensor analysis 2000(11)5.O'Shannessy D J.Brigham-Burke M.Peck K Immobilization chemistries suitable for use in the BIA core surface plasmon resonance detector 19926.Bilitewski U Can affinity sensors be used to detect food contaminants? 2000(1)7.Fratamico P M Detection of escherichia coli O157:H7 using a surface plasmon resonance biosensor 19988.Medina M B Binding of collagen I to escherichia coli O157:H7 and inhibition bycarrageenans 20019.Medina M B Biosensor studies of the binding of extracellular matrix components with immobilized escherichia coli O157:H7 and inhibition by polysulfated polysaccharides 200210.Haasnoot W Single biosensor immunoassay for the detection of five aminoglycosides inreconstituted skimmed milk 200311.Gustavsson E Analysis of β-lactam antibiotics using microbial receptor protein-based biosensor assay 20021.期刊论文潘刚SPR生物传感器及应用-食品安全导刊2009(8)快速检测具有高灵敏度、高通量、快速、简便等特点,非常适用于现场或在线实时检测. 近年来,随着各种技术的发展与应用,越来越多的供应商开始致力于不同快速检测仪器的开发.如美国Bio-rad公司一直关注食品安全快速检测技术的研发,开发了用于食品安全快速检测的基于SPR(Surface Plasmon Resonance,表面等离子体共振)技术的阵列式蛋白相互作用系统ProteOn和全自动电泳系统Experion.2.期刊论文王凯.殷涌光.WANG Kai.YIN Yong-guang SPR生物传感器在食品安全领域的应用研究-传感器与微系统2007,26(5)使用集成化手持式SpreetaTM SPR传感器快速检测大肠杆菌E.Coli 0157:H7,利用大肠杆菌抗体的免疫吸附反应,采用亲和素-生物素系统放大检测的响应信号,并引入复合抗体作为第二抗体,整个检测过程在1 h内完成,实现病原微生物的快速检测.3.期刊论文刘春菊.刘春泉.李大婧生物传感器及其在食品检测中的应用进展-江苏农业科学2009(4)生物传感器检测技术具有快速、灵敏、低成本等优点,已成为农产(食)品质量快速检测研究的热点.本文介绍了生物传感器的基本组成,以表面等离子体共振SPR生物传感器为例介绍了生物传感器的具体工作原理,阐述了生物传感器的3个发展阶段.综述了生物传感器在食品安全检测上的研究和应用情况,并对生物传感器检测技术进行展望.4.学位论文欧惠超基于SPR技术的传感芯片的研制及其应用2009基于表面等离子体共振技术(surface plasmon resonance，SPR)的生物传感器，能够实时监测生物分子间的相互作用，且无需标记，已被广泛应用于蛋白质组学、药物研发、临床诊断、食品安全和环境监测等领域，并且显示出广阔的应用前景。
传感芯片是Biacore系列仪器的核心部件，目前芯片只能从Biacore公司购买，价格昂贵，导致很多仪器利用率低下，资源处于闲置状态。
此外，传感芯片的种类较为单一和物质在芯片表面的固定存在困难，也都不同程度地阻碍SPR生物传感器的应用推广。
为降低芯片的成本，本论文对J1、C1、CM5、SA和NTA等常用SPR传感芯片的制备与再生方法进行了研究，并对相应的制备工艺进行了完善，通过本实验室大量实验验证以及国内多个科研单位试用，制备的芯片具有Biacore芯片同等品质，可以满足实验的要求；为了增加芯片类型的可选择性，本论文对一种具有与CM5芯片相同羧基表面的新型传感芯片——rBSA芯片进行了研制，制备方法耗时短、操作简易，且成本低廉，通过原子力显微镜表征rBSA芯片表面，以及应用rBSA芯片检测磺胺甲噁唑(sulfamethoxazole，SMX)的实验表明，制备的芯片具有均一的表面基质和优良的性能，能够满足实验的需要，完全可以用于环境中SMX的定量分析；为了提高NTA芯片的偶联性能，本研究对具有更高NTA分子密度的改进型NTA芯片进行了研制，制备方法快速、简便、高效，通过比较芯片改进前后对7种带6×His-Tag重组蛋白的偶联效果，表明改进型NTA芯片具有优异的性能。