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生物传感器在食品安全检测中的应用与展望

文档作者：刘皓文档来源：天津现代职业技术学院		点击数：	更新时间： 2025年07月07日
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102 食品安全导刊 2015年3月
Technology
科技
工艺技术
1 对生物传感器的原理进行分
析
一般来说，生物传感器本质上属
于一种通过生物学原理或者生物因子
来对相关化合物进行检测或者计量的
一种装置。另外，生物传感器的主要
构成元件是信号转换的元件以及不同
的生物识别元件。信号转换元件主要
包括半导体、电化学的电极、热敏元
件以及光学元件等。而识别元件主要
包括动植物的组织、细胞、抗体、酶
以及基因等。组成部分不容的生物传
感器有着不同的命名，可由分子识别
元件以及转换器部件分类。这其中包
含的基本性原理是：有效结合分子的
识别元件以及待测物质，这就会发生
一定的生物化学反应，可以定量处理
的电、光等信号通过这些化学反应所
产生的一些生物学信息由信号转换器
进行转化，之后，仪表放大并输出这
些信号，进而能够实现分析检测的最
后目的。在现代的科学技术的发展当
中生物传感器属于一个非常重要的成
果，在食品安全检测中有着非常重要
的作用。
2 分析生物传感器在食品安全
检测当中的实际应用
2.1 分析微生物检测
现阶段，开发研制出了DNA 分析
微型传感器，并投入了实际的使用，
对于食品来源疾病的相关具体细菌类
型能够做出迅速准确的判断与分析，
在很大程度上减少了在产品召回的损
失可能产生的法律纠纷。在DNA 检测
方面，新传感器可以通过特殊探头检
测到细微的DNA 片断。例如，在检测
中能够使用有着比较特殊类型的DNA
片断具有的探头来对蛋黄酱样品当中
的沙门氏菌进行有效的确定。
2.2 分析药物残留检测
近年来，对于生物传感器在农、
兽药残留检测应用的研究在国内外学
者中的重视程度越来越高。研制并且
开发生物传感器能够有效丰富检测农
药残留的手段，能够对检测过程的具
体响应时间进行有效的缩短，能够在
很大程度上提高高测量灵敏度以及半
自动化的具体程度。检测兽药以及农
药残留的相关传感器有着比较多的应
用，我们最为常用的一种是酶传感器，
对于那些有着有限数目的环境污染物
只能有单酶传感器测定，为增加可测
分析物的数目，可通过一个生物传感
器上偶联几种酶促反应。目前，乙酰
胆碱酯酶类传感器是研究较多的一类
传感器，其原理为乙酰胆碱在相关的
传感器当中利用化学物质所具有的催
化作用，将其水解为乙酰以及胆碱。
同时，已经研制成功了一种快速并简
易测定有机磷农药的生色基片以及酶
片，对于现场检测更加的适用。
2.3 分析食品添加剂检测
一般来讲，食品添加剂对于食品
业的发展有着非常重要的作用，然而，
食品添加剂也存在着两面性，添加剂
过量的使用会在一定程度上危害人体
的健康。现阶段，有的对食品添加剂
进行检测的生物传感器已经被研制开
发出来。亚硝酸盐在一些存放过久的
熟蔬菜、蔬菜制品和泡菜中具有一定
的含量，目前，通过研究表明其具有
潜在的致癌作用，并可导致婴儿高铁
血红蛋白血症。其中，亚硝酸盐的检
测利用部分利用光生物传感器原理进
行，其检测下限为0．93mol/L，完全
满足相关的限定标准。例如某传感器
摹于络合沉淀凝胶法把哑硝酸盐还原
酶在光纤其中一端的町控微孔玻璃珠
上进行固定，按照酶与亚硝酸盐进行
一定接触时引起的分光变化与亚硝酸
盐的浓度在一定范围内呈线性关系，
从而实现对亚硝酸盐的定量检测。此
外还有一些传感器利用卟啉微电极町
检测食品中的业硝酸盐，在保证方面
快捷的同时，还具备较高的准确度。
此外，一种名为高效液相色谱(HPLC)
技术的手段成本较低、操作简便、灵
敏度高、重复好、结果准确可靠，是
一种相对先进的检测技术，在食品添
加剂和生物毒素的定量检测和分析中
应用广泛。
2.4 分析生物毒素检测
通常情况下，生物毒素比较少就
会在一定程度上发生中毒效应，所以，
在食品的检测当中检测生物毒素有着
非常重要的一个作用。现阶段，有着
相对比较多的对于蓖麻毒素传感器的
相关研究。对于肉毒毒素A 和金黄色
葡萄球菌肠毒素A 的检测中利用抗原-
抗体反应和荧光标记方法制得的生物
传感器，效果相对较好。
2.5 分析食品鲜度检测
目前，对生物的触觉、听觉以及
视觉等感觉器官进行代替的生物传感
器，也就是仿生传感器的研究是生物
传感器研究中的重要内容之一。以美
国某科研小组现在进行开发的是近似
呼气测醉器的一种工具，该仪器有着
生物传感器在食品安全检测中的应用与展望
刘　皓　天津现代职业技术学院
摘　要：近年来，食品安全受到人们的高度重视，而食品安全问题频繁发生。随着科学技术的逐渐进步，有了不断先
进的食品安全的相关检测手段，在这当中，生物传感器技术有着非常强的特异性、比较快的反应速度以及相对比较低的成本，
对于食品检测有着非常重要的作用。在本文中，对生物传感器的原理进行了简单的介绍，并分析探讨了食品的安全检测当
中生物传感器的实际应用以及未来的展望。
关键词：食品的安全检测；生物传感器技术；原理；应用；展望
Mar 2015 CHINA FOOD SAFETY 103
工艺技术
非常灵敏的反应，其中有很多由模仿
人类鼻子内及呼吸道其他部位的接受
器制成的传感器。此类传感器经过调
试可以通过辨别气味，鉴定食品特别
是水产品的鲜度。此外还有很多检测
技术，例如结合生物技术和传感技术，
检测鱼肉鲜度。
3 总结及展望
生物传感器技术涉及科学领域较
多，对于未来食品安全检测中起到越
来越重要的作用。其中微型化、智能
化、集成化以及方便快捷是生物传感
器的主要发展方向，目前，有效开发
出有着较低的成本、比较高的灵敏度、
高寿命以及比较高的精确性的生物传
感器是食品安全检测技术进行进一步
发展的一个非常重要的方向以及任务。
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