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关于应用于食品安全检测的生物传感器的调查报告学院：机电工程学院 班级：1304011 学号 姓名：樊宇皓摘要传感器是信息系统的源头，在某种程度上是决定系统特性和性能指标的关键部件。生物传感器是一种以生物活性单元为敏感元件，结合化学、物理转换元件，对被分析物具有高度选择性的装置，它在食品安全检测领域具有重要的应用价值。本文主要介绍应用在食品安全领域的生物传感器的分类、优缺点、技术指标、测量原理及典型应用领域，阐述国内外应用现状，进行价格对比，分析生物传感器在食品安全方面应用的发展趋势。引言食品安全向来是民众关心的热点，近年来，在全国乃至全球范围内因食品污染而导致的重大食品安全事件，如“双汇瘦肉精事件”、“海南毒豇豆事件”、“新西兰毒牛奶事件”、“台湾塑化剂事件”等层出不穷，引起了民众对食品安全的担忧。根据食品中有害物质的特性，传统的检验方法有仪器检测法（如色谱法、质谱法、光学分析法)和生物化学法(如细胞培养计数法、核酸检测法、免疫法)等。随着现代生物技术的发展，许多比传统方法更快捷、更灵敏的新技术在食品安全检测领域崭露头角。本文对生物传感器在食品安全检测中的应用研究进行了综述性介绍。正文有关生物传感器的简介及应用在食品安全检测中的生物传感器的分类生物传感器是以固定化生物活性物质(酶、蛋白质、微生物、ＤＮＡ及生物膜等)作敏感元件与适当的物理或化学换能器有机结合而组成的一种先进分析检测装置,其工作原理是:待测物质经扩散作用进入分子识别元件(生物活性材料),经分子识别作用与分子识别元件特异性结合,发生生物化学反应,产生的生物学信息通过相应的信号转换元件转换为可以定量处理的光信号或电信号,再经电子测量仪的放大、处理和输出,即可达到分析检测的目的。生物传感器有许多种分类方式:根据生物活性物质的类别,生物传感器可以分为酶传感器、免疫传感器、ＤＮＡ传感器、组织传感器和微生物传感器等;根据检测原理,生物传感器可分光学生物传感器、电化学生物传感器及压电生物传感器等;按照生物敏感物质相互作用的类型分类,可分为亲和型和代谢型2种;此外,还可根据所监测的物理量、化学量或生物量而命名为热传感器、光传感器、胰岛素传感器等。生物传感器的优缺点与传统的分析方法相比,这种新的检测装置具有以下特点:1)体积小、响应快、准确度高,可以实现连续在线检测;2)一般不需进行样品的预处理,可将样品中被测组分的分离和检测统一为一体,使整个测定过程简便迅速,容易实现自动分析;3)可进行活体分析;4)成本远低于大型分析仪器,便于推广普及。应用于食品安全检测的生物传感器的技术指标和测量原理食品中致病菌的检测一直沿用传统的平皿计数法,方法繁琐、耗时。生物传感器的出现带来了细菌测定学上的革命,也使食品工业生产和包装过程中致病菌的自动在线检测成为可能。2003年,Ercole等人研究了一种以光寻址的电位传感器作为转换元件的电位交互式生物传感器。通过检测由于大肠杆菌脲酶作用而产生的NH3所引起的pH值的变化来检测蔬菜中的大肠杆菌。他们把莴苣、胡萝卜片、生菜等用蛋白胨水溶液清洗,分离出细菌细胞,然后在液体培养液中激活。与传统的菌落单元记数(CFU)的方法相比,此方法灵敏而快速,能在1. 5 h内检测出10个细胞/mL的浓度,而CFU所用的时间是它的10～20倍。国内,卢智远等人研制成一种能快速测定乳制品中细菌含量的电化学生物传感器,实验结果表明,该生物传感器能有效的测定鲜奶中的微生物含量。蔡豪斌研制了一种电化学生物传感器对大肠杆菌、啤酒酵母、霍乱弧菌及卡介菌苗的响应,并实际测量了发酵罐中啤酒酵母菌总数及消毒鲜牛奶中的细菌总数。用于食品中致病菌检测的生物传感器种类很多,相关文献已有数百篇。表1仅列举了部分应用实例。总之,在这一领域生物传感器的应用比较成熟,也有不少商品化的仪器问世,但其检测限还偏高,在实际检测中易出现假阳性、假阴性的结果。近年来，国内外学者就农药残留检测领域中的生物传感器做了许多有益的研究。其中以酶、免疫传感器应用最广。常用的酶包括胆碱酯酶、有机磷水解酶等、碱性磷酸酶等。amazaki等人发明了一种使用人造酶测定有机磷杀虫剂的电流式生物传感器，利用有机磷杀虫剂水解酶，对硝基酚和二乙基酚的测定极限为10的负七次方mol，在40℃下测定只要4min。Albareda等用戊二醛交联法将乙酞胆碱醋酶固定在铜丝碳糊电极表面，制成一种可检测浓度为10的负十次方mol/L的对氧磷和10的负十一次方