摘要：生物传感器作为一种全新的微量分析技术，具有较快的反应速度、较强的特异性以及较低的成本等优势，目前正成为食品安全检测技术研究的热点。生物传感器在食品微生物毒素、农兽药残留、不法添加物、食物品质等的检测中应用广泛。本文综述了生物传感器的基本原理、主要分类、在食品检测中的应用及前景展望。
关键词：生物传感器;食品安全检测;微生物检测
中图分类号：TS207.3
当前，我国食品安全问题层出不穷，随着人们生活品质的上升，食品质量安全问题也受到越来越多的关注。人们对食品检测技术有了更高的期望。虽然传统的食品安全检测方法测定结果可靠、精准，但检测过程繁琐、时间长、成本高。生物传感器是一个多学科融合、交叉的新技术，在疾病诊断、药物筛选、司法鉴定、国防、航天、农作物的优育优选和食品卫生监督方面有着广泛应用。相较于传统的检测方法，生物传感器具有专一性强、灵敏度高、操作简单、分析快速和成本低等优点，在食品安全检测中发挥着重要作用。
1生物传感器的原理
生物传感器主要由生物感应元件和信号传导器2部分构成。感应元件用来识别被分析物，是生物传感器的关键元件，可与被分析物形成复合物。被分析物扩散进入生物敏感材料，经分子识别，然后发生生物学反应，产生的生物学信号转化为易于传输、测量、处理的电信号，经检测放大器放大输出，便可对被分析物质进行分析和检测。
2生物传感器的分类
主要有以下3种分类方法：①按生物传感器中的分子识别元件分：酶传感器（enzymesensor），免疫传感器（immunolsensor），细胞传感器（organallsensor），组织传感器（tis一suesensor）和微生物传感器（microbial一sensor）。②按传感器的信号转换器分：生物电极传感器（bioelectrode），半导体生物传感器（semiconductbiosensor），光生物传感器（opticalbiosensor），热生物传感器（calorimetricbiosensor）和压电晶体生物传感器（piezoelectricbiosensor）。③按被分析物与分子识别元件的结合方式分有亲合型生物传感器、代谢型或催化型生物传感器。
3在食品安全检测中的研究及应用
3.1食品微生物检测
食源性致病微生物的检测：用于检测禽流感病毒、SARS病毒、炭疽杆菌、结合杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、李斯特菌、霍乱弧菌、副溶血弧菌及各种大肠杆菌分离物等”。AndreaMR等研制的可用于病毒检测的生物传感器，对MS2病毒的检验敏感度达到2x107PFUmL。目前已研发出了一种可以对鼠伤寒沙门菌进行快速测定的光学免疫传感器;一种新型伏安型细菌总数生物传感器可用于食品、饮料、环境样品中细菌总数的检测;DNA微型传感器也已经投入使用，它能对食品中的致病微生物类型做出快速、准确的检测。DNA传感器还能以特定的探头检测到微小的DNA片段，从而判定微生物种类。
3.2食品微生物毒素检测
当前，多集中在对蓖麻毒素传感器的研究。玉米提取物中的伏马菌素B1含量可以用表面等离子共振免疫传感进行快速测定;一种基于荧光免疫的传感器，可在2min内检测出农产物中黄曲霉毒素的浓度;基于光纤传感的生物传感器，可以在短时间内测定出食品中的病原微生物。以基因的反应为基础，以光学信号为传导信号的敏锐迅速的免疫生物分析传感器被用来检测奶制品中双氢除虫菌素的含量，可以达到16.2mgmL～"的测定极限。
3.3农兽药残留检测
3.3.1农药残留检测
在农药和兽药残留的检测方面，酶传感器和免疫传感器最为常用，其中，研究比較广泛的酶类传感器是乙酰胆碱酯酶生物传感器。国外研究人员已开发出了用来测定果蔬类食品中有机磷残留的酶场效应晶体管生物传感器;酶传感器可用于氧磷、对吸磷、马拉硫磷等的检测，适用范围较广;电化学传感器可用于克菌丹杀菌剂及其代谢产物浓度的检测，该方法灵敏度高、检测时间短;国外研发的一种生物传感器用来检测即食产品中的有机磷酸酯和氨基甲酸盐，该传感器操作简单、检测灵敏度高，检测极限为5mgkg""，低于欧盟允许的即食产品中杀虫剂的最高残留量;利用表面等离子共振传感器（SPR）对食品农药残留进行检测，该方法灵敏度高、成本低、响应快，适用于农药残留的检测月。
3.3.2兽药残留检测
食品的兽药残留检测中一般采用表面等离子共振传感器（SPR）。Gustavsson等国采用SPR测定奶制品中的抗生素，测定极限为2.6gkg"，低于欧洲国家规定的4g^kg^"的最高残留限;用表面等离子共振传感器（SPR）可测定虾类、蜜蜂和猪肾脏中的氯霉素及其代谢产物葡萄糖苷酸，该法的测定限值为0.1μglkg"5;用己烯雌酚抗体膜和过氧化氢电极组成的传感器可以检测食品中己烯雌酚素的含量，该类传感器在肉类激素残留含量的检测方面的应用效果较好可。同时利用竞争酶免疫反应原理研制的生物传感器在肉类激素残留含量的检测方面也有很好的应用。
3.4食品添加剂检测
食品添加剂在现代食品工业中占有重要地位，提升了食品工业的发展，然而添加过量、滥用添加剂会造成健康风险。目前，生物传感器在食品添加剂检测方面也有所应用。CarlaCRosa等用其研发的光学生物传感器测定食品中亚硝酸盐含量，测定极限为0.93mol：L"，比欧盟所允许的最大限值低。生物传感器还用于酸味剂、甜蜜素、色素、抗氧化剂及鲜味剂的测定。
3.5食品品质检测
当前，研制替代生物感官的仿生物传感器是生物i传感器开发的重点领域之一。美国研制了一种近似于呼气测醉器的工具，该仪器模仿人类鼻子内呼吸道及其他部位的接收器研制而成，通过调试可用于鉴定水产品的鲜度。在我国，乳酸传感器已广泛应用于牛乳新鲜度的测定。
3.6食品工業中其他方面的检测
用SPR生物传感器Spreetatm对食物过敏源进行检测，为食品过敏原的检测提供了有效途径0;一种能用来检测蛋白质的核酸适配体生物传感器已被开发出来;用来检测食品中生物铵的无干扰电流式生物传感器，能用来做食品的筛查检测。该方法具有灵敏度高、抗感染性强、检测速度快等的优点;LVShkotova等81开发的乳酸氧化酶电流式生物传感器，可用来测定酒或发酵液中的乳酸含量。微生物发酵生产过程中，生物传感器技术相对于传统方法设备简单、成本低，具有更大的优势。同时，生物传感器在食品毒理学研究中可以用来推断物质的最低限量;生物传感器还能用于研究营养素与基因表达和蛋白质之间的关系，从而揭示预防和抗病机理。
4在环境监测中的应用
已开发出的一种生物类传感器能利用电流的改变来测定空气中酚的含量;电化学生物传感器也在重金属离子Hg+的现场快速检测中有很好的应用前景;微生物BOD传感器可用于水体监测和污水处理厂。相较于传统的方法，该生物传感器稳定性好，处理速度快，所需反应时间为5～10min。光纤生物传感器也已经用于河水BOD的测定，该类传感器不被重金属离子影响，几乎不受氯离子的影响;在水体富营养检测方面，目前已研制出了可以检测水中叶绿素a含量的叶绿素生物传感器。
5前景展望
随着生物学、化学、物理学、电子学和材料等技术的进步，生物传感器将在食品和药物检测、环境检测保护、生物技术、生物芯片、工业控制和生物芯片等研究中有广泛的应用前景。相信在未来，生物传感器技术会给人们的生活带来巨大改变。
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