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1、食品安全检测技术,教育部食品营养与安全重点实验室天津科技大学食品工程与生物技术学院张燕Tel:022-60601430,食品安全的检测对象： 农药、兽药、生物毒素、食品添加剂、非食用添加剂、违禁成分、持久性有机污染物、加工产物、致病菌. 食品安全检测技术分类： 仪器分析，化学分析，生化分析（免疫分析） 定性、定量、在线监测,仪器方法的检测流程,样品采集,提取净化 索氏提取、液液、固液、 微波、超声、柱层析等,仪器分析 根据目标物的性质 选择不同方法,仪器检测技术,痕量无机物定量,无机元素形态分析,气相色谱或液相色谱 电感耦合等离子体质谱联用,电感耦合等离子体质谱(ICP-MS）,原子发射光谱（
2、AES）,原子吸收光谱（AAS）,毛细管电泳质谱（CE-MS）,气相色谱串联质谱 (GC-MS/MS),色谱,液相色谱,气相色谱,俄国植物学家Tswett于 1901年发现：利用吸附 原理分离植物色素。,1906年Tswett 创立“chromatography”“色谱法”新名词； 1907年在德国生物会议上第一次向世界公开展示显现彩色环带的柱管； 1930年R.Kuhn用色谱柱分离出胡萝卜素。,色谱分析法的历史,1935年Adams and Holmes 发明了苯酚-甲醛型离子交换树脂， 进一步发明了离子色谱 1938年Izmailov 发明薄层色谱 1941年Martin 载气: 高纯氦气
3、, 流量1 ml/min; 柱温: 70, 保持2 min,以25/min升至150,再以3/min升至200,再以8/min升至260,保持10 min;进样口温度: 250;进样方式:不分流进样, 1.15 min后打开分流阀和隔垫吹扫。 质谱条件 离子源(EI)温度: 230,电子轰击能量70 ev,GC - MS接口温度: 280。,分析特征量 42中农药的线性范围:0.0011.0g/mL 样品的加标回收率：89%-94%, RSD 10% 方法的最低检出限：0.0010.005 mg/kg ( S/N = 3) 检测农药种类 有机磷、拟除虫菊酯、有机氯、氨基甲酸酯和除草剂 检测的样
4、品种类 肉类，蛋类，乳品，蔬菜和水果,加速溶剂萃取- 气相色谱质谱联用法测定食品中指示性多氯联苯 样品前处理 加速溶剂萃取-固相萃取联用： 加速溶剂萃取条件 压力: 10Mpa ( 1 500 psi ) ; 温度: 125; 加热时间: 6 min; 稳定时间: 5 min; 清洗体积:占萃取池体积的60%; 吹扫时间: 120 s; 静态循环次数: 2次。 固相萃取柱：酸性硅胶柱和碱性硅胶柱联用,色谱条件 HP - 5MS毛细管色谱柱(30 m 0.125 mm0.125m) ;进样口温度: 300;升温程序:初始温度100保持2 min,以15/min 升温至180,以3/min 升温至
5、240,再以10/min升温至285,保持10 min;载气:氦气,流速1 ml/min;进样:不分流进样, 1L 质谱条件 电子轰击( EI)离子源: 70 eV;接口温度:280;离子源温度: 250;四级杆温度: 100;定量方式:选择离子监测( SIM),分析特征量 最低检测限：水产品0.10510.1286，肉松0.10030.1146g/kg 添加回收率：86.4% 125.1%, RSD在1.1% 19.6%之间 检测的目标有害物质 20种多氯联苯 检测的样品种类 水产品，肉松,高效液相色谱法,高效液相色谱仪的应用,分离热不稳定和非挥发性的、离解的和非离解的以及各种分子量范围的物
6、质。 苏丹红 三聚氰胺 合成色素 生物毒素 敌敌畏 双酚A,GB/T 5009.99-2003食品容器及包装材料用聚碳酸酯树脂卫生标准的分析方法 我国的卫生标准规定碳酸酯树脂和成型品中酚（蒸馏水，回流6h）的溶出量不大于0.05 mg/kg，是采用滴定的方法对溶液中游离的酚进行定量计算。 欧盟 欧盟2002/72/EC法则规定双酚A在塑料食品接触材料中的迁移限量为3 mg/kg。欧盟采用液相色谱对双酚A的迁移量进行检测（检出限为0.20.7 mg/kg）。 美国 美国食品与药品管理局（FDA）规定双酚A 可作为食品接触材料的原料使用。 EPA(1993)规定最大可接受剂量或者参考剂量是0.05
7、mg/kg.bw。 日本 食品卫生法规定聚碳酸酯食品容器中的双酚A溶出限量为2.5 mg/kg。,液质联用HLPC-MS,以液相色谱作为分离系统，质谱为检测系统。样品在液相色谱部分分离，经质谱离子化，质量分析器将离子碎片按质量数分开，经检测器得到质谱图。 色谱和质谱优势结合，应用广泛。,适用于高沸点、大分子、 强极性和热稳定性差的化 合物的分析。 适于复杂基质样品,特别是食品，生物样品中的农兽药残留的定性定量分析。 利于多组分分析。,样品前处理 液液萃取-固相萃取： 样品经过乙腈和二氯甲烷提取后，过C18固相萃取柱净化 色谱条件 色谱柱: Agilent SB - C18 , 211 mm 1
8、0 mm, 1.18m; 柱温: 50 ; 进样量: 20L; 流动相A: 0.1%甲酸- 10 mmol/L乙酸铵; 流动相B: 乙腈; 流速: 0.13 mL /min; 梯度洗脱条件: 04 min, A由99%变化至50% , 415 min, A 由50%变化至 40%, 1520 min, A由40%变化至20% , 2025min, A 由20%变化至1%, 2530 min, A保持1% , 3035 min, A 由1%变化至99%后运行8 min,液相色谱-质谱联用对复杂食品基质中407种多农药残留量的测定,质谱条件 电离源模式: 电喷雾离子化 电离源极性: 正模式 雾化气
9、: 氮气 雾化气压力: 2.18 105 离子喷雾电压: 4000 V 干燥气温度: 350 分析特征量 407种农药的线性范围为0.5500g/L，RSD 10% 检测目标有害物 多效唑，乙草胺等407种农药 检测的样品 苹果、蜂蜜、谷物和肉类,多环芳烃 FDA提出有威胁的多环芳烃主要有16种。 欧盟指令2005/69/EC对轮胎橡胶中的8种PAHs的含量提出了法规上的要求；8种物质之和不超过10mg/kg，其中，BaP(苯并芘)不得超过1mg/kg。,电泳技术和现代微柱分离相结合的分析技术 高分辨率，高速度，样品用量少，成本低 非常适合水溶性或醇溶性成分的多组分分离分析 应用领域 化学，生
10、命科学，临床医学和药学，特别是 药物分析和分离方面得到广泛 的应用。目前在食品中功能成分 的分析和添加剂的检测等方面 有广泛的应用,高效毛细管电泳色谱,色谱条件 毛细管柱：有效长度为: 45 cm 内径：50 um 缓冲液：硼砂 20 mmol L-1, SDS 5 mmol L-1 pH 7.8 检测波长：214 nm 分离电压：15 KV 分析特征量 样品添加回收率：97-102%， RSD 5% 线性范围：0.125 mg mL-1至 1 mg mL-1 最低检出限：0.05 mg mL-1,高效毛细管电色谱-分析实例1,高效毛细管电泳法短时内同时测定咖啡因、山梨酸、苯甲酸、糖精的含量,
11、样品前处理 C18固相萃柱富集净化 色谱方法 毛细管柱：熔融石英毛细管有效长度75 cm，内径75 um 缓冲液：50 mMNaAc/HAc+10%ACN， pH 5.0 分离电压：20 KV 检测波长：254 nm,高效毛细管电色谱-分析实例2,固相萃取和毛细管区带电泳法测定磺酰脲除草剂,分析特征量 线性范围：0.2-50 mg L-1，最低检测限：0.05-0.10 mg L-1 样品添加回收率：65-103，RSD 5% 检测的目标物 醚磺隆、醚苯磺隆、苯磺隆、噻磺隆、甲磺隆和绿磺隆 检测的样品 饮用水,高效毛细管电色谱-分析实例2,CE与MS相结合可为复杂的生化、环境等样品的定性、定量
12、分析提供强有力的工具 M. Hugener 等采用CEC-ESI-MS 对食品中的色素和芳香葡萄糖苷酸进行分析 Gucek 等采用毛细管电色谱-电喷雾质谱(CEC-ESI-MS) 对肽的混合物进行分析,检测灵敏度可达到阿摩尔(attomole) 级。,毛细管电色谱质谱联用技术,电感耦合等离子体质谱,上世纪80年代初建立的一种将等离子体与四级质谱仪相连接的分析仪器。,电感磁场与氦气作用产生高达7000K的高温等离子体, 基本上能使所有元素电离成单电荷的离子, 然后进入质谱仪, 定性和定量检测各种一定质荷比的离子,灵敏度高，一般检出限可达ppb级 线性范围宽, 一般浓度范围跨越五个数量级 选择性高
13、, 元素之间测定相互干扰少 操作快速, 并能进行多元素分析 有同位素信息 在一定质量数范围内, 仪器能提供稳定均匀的响应。,电感耦合等离子体质谱,主要特点,应用,ICP-MS 已广泛应用于生物样品、环境样品、药物样品、食品样品和稀土元素等方面的分析研究 利用ICP-MS 测定饲料中的铜、锌、铁、锰、铬、镉、铅、砷和硒等微量元素，回收率在86%115%，检出限达到10 - 9 级。,其他类串联质谱检测新技术,全二维气相色谱/飞行时间质谱,全二维气相色谱飞行时间质谱仪把分离机理不同而又互相独立的两根色谱柱通过一个调制器, 以串联方式结合成二维气相色谱。,优点,提供更高的峰容量 组分的分离和检测灵敏
14、度提高。 采用适当的色谱操作条件，可以得到包含结构信息的二维结构谱图，辅助定性,全二维气相色谱/飞行时间质谱的应用,精油组成成分的分析 Adahchour等采用顶空固相微萃取和GCGC对大蒜挥发性香味成分进行了分析，发现了大蒜中更为详尽的具有芳香活性的组分。 环境、生物和食品样品中的应用 Liu等用 GCGC 方法在 4min 内完成了 15 种农药的分离，并将 GCGC用于人血清中农残的研究。 季克良等采用GCGC方法，酱香型白酒分出963 个峰,浓香型白酒分出674 个峰, 清香型白酒分出484 个峰。,其他类串联质谱检测新技术,超高效液相色谱/飞行时间质谱 UPLC采用了1.7 m 的小
15、粒径色谱柱填料, 与传统的HPLC相比有更好的分离效率、峰容量以及灵敏度 (pgfg级)。,其他类串联质谱检测新技术,高分辨飞行时间质谱能够测定化合物的精确质量，并具有MS/MS功能，两者联用成为复杂体系分离分析以及化合物结构鉴定的良好平台。,快速检测技术,快速检测技术与仪器分析技术共同构成食品安全检测技术体系。 1、以免疫检测为主的快速检测技术成为食品安全监管中的主要应用技术 2、便携式、高集成度的快速检测装备是食品安全快速检测技术研发重点 3、以芯片技术为代表的新型高通量快速检测技术发展迅速,免疫分析技术,原理 基于抗原、抗体的特异性识别和结合反应的分析方法，通过对抗原或抗体进行标记(酶、
16、荧光物质、放射性同位素标记等)，利用标记物的信号放大作用,与现代测试技术相结合，对样品中特定的目标物进行定性定量检测。 方法建立：半抗原合成 人工抗原合成 抗体制备 方法建立 样本前处理方法 方法评价 特点 特异性强、灵敏度高 方便快捷、分析容量大、检测成本低 可提供系列化的产品以及技术，产品可以商业化。,免疫分析检测技术,酶联免疫分析技术（ELISA） 抗原抗体特异识别反应与酶的催化放大作用相结合，酶的相应底物呈颜色反应，颜色深浅与待测标本含量成比例，标准曲线定量。,1.双抗体夹心法,特点： 非竞争结合反应 常用于抗原的检测 适用于分子中具有至少两个抗原决定簇的多价抗原，而不能用于小分子半抗原的检测 所用两种抗体分别针对同一个抗原分子的不同抗原决定簇,2间接法,
