第108期沙龙快讯

——光学传感器和生物传感器携手发展的新机遇

作者：亓洪兴

2009年5月22日在我所光电大楼沙龙中心举办了第108期沙龙活动。亓洪兴主持了本期沙龙，科技委主任匡定波院士特邀参加并在活动中对某些学术问题进行了评论。以下为本期沙龙的相关讨论内容：

民以食为天，食品安全问题在21世纪的今天更加受到世界各国的重视。采用简单快速的方法，对食品中有毒有害物质进行安全性检测，对于有效降低各种急性和慢性疾病的发病率，提高人民的健康水平，减少医疗开支，促进社会经济发展具有重要的战略意义。

目前食品安全的监控主要集中在食品原料来源、食品加工、运输和销售等环节，而对食品本身的安全检测相对薄弱。究其原因，一方面由于有毒有害物质种类繁多，不可能逐一检测，并且对未知的有毒有害物质也不可能直接检测；另一方面，已经建立的一些食品有毒有害物质的检测方法灵敏度和可操作行不强。

传统的生物学检测方法（比如大鼠、斑马鱼毒性实验）大多存在检测周期较长（通常十几个小时以上），检测成本过高的缺点；虽然基于单细胞生物细菌或酵母的方法简便，适于大量样品的高通量筛选，而且成本低，但通常会遗漏掉大量有毒有害信息。

基于生物传感器技术的食品中有毒有害物质快速检测技术近年来在国外刚刚兴起，这种方法的主要特点包括：⑴适用性强，可以一次性快速检测样品中总体水平上是否含有超标的有毒有害物质，甚至对未知样品也不需要具体分析其有毒成分组成、结构和性质，可以直接进行结果判定；⑵检测范围广，对常见重金属、农药、多类致癌物等有毒有害物质均有较高响应；⑶检测时间短，操作简便，几十分钟甚至几分钟就可以完成一批样品的检测，可以对大批量样品进行快速检测；⑷能够兼顾灵敏度、可靠性和重复性；⑸成本低，通过更换价格低廉的生物传感器可以进行低成本大批量样品检测，是食品安全和水质毒性筛选的首选；⑹检测设备简单，主要由一个生物传感器和高灵敏度微光光度计组成，设备造价低，通常可以限制在2-20万元之间。

虽然在国内基于生物传感器技术的食品中有毒有害物质快速检测技术还比较匮乏，但可喜的是国内一些研究单位已经研制出了性能优良的生物传感器，比如中科院上海营养科学研究所研制的LuB-1发光细菌试剂盒，已经申请国家专利（专利申请号：200810036033.6），而且对比实验表明：LuB-1发光细菌在高盐浓度时和国内外常采用的其他发光细菌（主要是费氏弧菌、明亮发光杆菌等）在检测灵敏度方面性能相近，而在低盐浓度条件下LuB-1发光细菌检测灵敏度优势明显，从而拓宽了检测的应用领域和检测范围。这些生物传感器的出现为我们国家开发制造具有自主知识产权的有毒有害物质快速检测仪器奠定了基础。

本期沙龙基于我们单位和中科院上海营养科学研究所合作的一个项目，在该项目中我们负责研制一台高灵敏度的微光光度计，配合中科院上海营养科学研究所研制的LuB-1发光细菌试剂盒，形成一套能够方便应用于食品安全检测的仪器，并由此形成具有自主知识产权的食品中有毒有害物质快速检测技术，增强国内在该领域的研究地位，能替代或者部分替代国外进口的类似仪器。同时，本项合作希望通过营养生物学科和光学工程研究的有机结合，推动科研机构间的学科交叉和紧密合作，共同为食品安全、人民健康服务。