快速检测食品安全新型复合生物系统的研发与应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种快速检测食品安全新型复合生物系统平台的方法，该系统平台装置包括取样操作器、生物传感器系统、信号处理系统、智能转换分析系统及信号记录控制系统；取样操作器为存储检测样品的操作平台；生物传感器系统用于检测待检测食品的气味；检测食品外部环境参数的情况变化：信号处理系统用于将生物传感器阵列及传感器系统的检测模拟信号经A/D转换为数字信号处理并进行信号的整形；智能转换分析系统用于对整形后的信号进行信号识别处理及质量分析，以获得食品的质量检测数据，并与食品标准进行分析比较，得出食品质量结果；信号记录控制系统用于控制上述各个器件工作。本发明能实时检测，并利用数字化分析和智能处理，对食品质量安全高效、准确地分析和判断。
【专利说明】 快速检测食品安全新型复合生物系统的研发与应用
【技术领域】:
[0001]本发明属于食品质量安全检测领域，特别涉及一种采用生物系统平台作为检测手段，并根据现场环境状态即时实施快速检测食品安全新型复合生物系统的方法。
【背景技术】:
[0002]生物系统平台检测食品起源于20世纪的60年代，1967年Updike和Hicks把葡萄糖氧化酶GOD固定化膜和氧电极组装在一起，首先制成了第一种生物系统平台，即葡萄糖酶电极。到80年代生物系统平台检测食品已基本形成。
[0003]作为生物，最基本特征之一就是能够对外界的各种刺激作出反应。其所以能够如此，首先是由于生物能感受外界各类刺激信号，并将这些信号转换成体内信息处理系统所能接收并处理信号。例如，人能通过眼、耳、鼻、舌、身等感觉器官将外界的光、声温度及其它各种化学和物理信号转换成人体内神经系统等信息处理系统能够接收和处理的信号。现代和未来的信息社会中，信息处理系统要对自然和社会的各种变化作出反应，首先需要通过系统将外界的各种信息接下来并转换成信息系统中的信息处理单元(即计算机)能够接收和处理的信号。生物系统平台定义为〃使用固定化的生物分子(immobilizedbiomolecules)结合换能器，用来侦测生体内或生体外的环境化学物质或与之起特异性交互作用后产生响应的一种装置〃。生物系统平台由两个主要关键部份所构成，一为来自于生物体分子、组织部份或个体细胞的分子辨认组件，此一组件为生物系统信号接收或产生部份。另一为属于硬件仪器组件部份，主要为物理信号转换组件。因此，如何已生化方法分离、纯化甚或设计合成特定的生物活性分子(biological active materials),结合精确而且响应快速的物理换能器(transducers)组合成生物系统平台的反应系统,实为研究生物系统平台的主要目的。
[0004]生物系统平台可以如上述的那样，依照其感受器中所采用的生命物质而称为组织传感器、细胞传感器、酶传感器等等，也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，还可根据其用途统称为免疫传感器。药物传感器等等。生物系统平台中的信号转换器，与传统的转换器并没有本质的区别。例如，可以利用电化学电极、场效应管、热每器件、压电器件、光电器件等器件作为生物系统平台中的信号转换器。依照信号转换器的不同，也可将生物系统平台进行分类，如压电晶体生物系统平台、场效应管生物系统平台等。
[0005]生物系统平台的发展，自1962年Clark和Lyon两人提出酵素电极的观念以后，YSI公司于七零年代即积极投入商品化开发与生产，启开了第一代生物系统平台于1979年投入医检市场，最早的商品为血糖测试用酵素电极。YSI公司的上市成功与八零年代电子信息业的蓬勃发展有很密切的关系，并且一举带动了生物系统平台的研发热潮。Medisense公司继续以研发第一代酵素电极为主，于1988年由于成功的开发出调节(mediator)分子来加速响应时间与增强测试灵敏度而声名大噪，并以笔型(Pen2)及信用卡型(C0mpani0n2)之便携式小型生物系统平台产品，于1988年上市后立即袭卷70%以上的第一代产品市场，成为生物系统平台的盟主。第二代的生物系统平台定义为使用抗体或受体蛋白当分子识别组件，换能器的选用则朝向更为多样化，诸如场效半导体(FET)，光纤(FOS)，压晶体管(PZ)，表面声波器(SAW)等。虽然第二代的生物系统平台，自八零年代中期即开始引起广泛的研发兴趣，但一般认为尚未达医检应用阶段，预定相关技术须待世纪末前方能成熟。目前可称的上第二代的生物传感器产品为1991年上市的瑞典商Pharmacia所推出的BIAcore与BIAlite两项产品。
[0006]Pharmacia公司于1985年成功地开发出表面薄膜共振技术(SPR, Surface PlasmaResonance),利用此一光学特性开发出可以于10_6g/ml到10-llg/ml之低浓度下,进行生物分子间交互作用的实时侦测式生物感测仪器。第三代的生物系统平台定位在更具携带式，自动化，与实时测定功能。
【发明内容】
:
[0007]针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种快速检测食品安全新型复合生物系统的方法，对食品质量进行高效、准确地分析和判断的方法。
[0008]该新型复合生物系统广泛应用于多个领域，在食品农药和微生物残留物快速检测方面更能发挥出巨大的特殊功能、作用。
[0009]该新型复合型生物系统具有:
[0010]1、特异性生物分子识别原件和高灵敏度的信号转换器。特异性达98%。
[0011]2、生物膜使用一种特殊成膜固定技术，该技术使用高灵敏度的双抗原夹心法系统和双抗体家新发系统，灵敏度为96.81度/RIU。
[0012]3、生物系统的识别原件系统使用一种特殊的成膜固定技术把多孔生物膜(NC膜)作为固相抗原或抗体载体。该膜具有很强的蛋白吸附功能，抗原或抗体吸附于NC膜并经干燥处理后即作为固相，可与液相中的相应抗体或抗原快速结合。而在湿润状态下，液相中含有的抗体或抗原可因“灯芯引流现象”作快速定向泳动并与固相抗原或抗体结合成为复合物；结合物载体上预先喷点的结合有胶体金的相应第二抗体或抗原亦可与该复合物快速结合。由于这种结合过程为物理过程，反应可在数分钟内完成且结合非常稳定。稳定性达99%。
[0013]4、生物系统的器件将生物的特异关联反应中所伴随的物理或化学变化通过热、电、光、声等信息载体转换成电信号，通过对电信号的及模数转换放大或其他方式，传递到处理系统从而显示被检测物质的量或质。分辨率为3.59X 10-4RIU。
【具体实施方式】:
[0014]为实现上述目的，本发明实施技术方案为:一种快速检测食品安全新型复合生物系统的方法，其包括，取样操作操作器、生物传感器阵列，传感器系统、信号处理系统，胶体金技术等。生物系统实际上是一种利用生物因子或生物学原理来检测或计量化合物的装置。它是利用生物活性物质(如抗体、纯化的酶、免疫系统、组织、细胞器或完整细胞)作识别元件，配以适当的物理或化学信号转换器，所构成的分析工具。
[0015]1、将待测物质取样操作，然后加入操作器，形成为生物系统平台和识别原件等。
[0016]2、生物系统平台和识别原件将生物的特异关联反应中所伴随的物理或化学变化通过热、电、光、声等信息载体转换成电信号。形成为生物系统平台和电子及光学原件压电装置的转换元件。生物系统平台的转换元件有多种多样的装置。
[0017]3、生物系统平台和电子及光学原件压电装置的转换元件在通过对电信号的及模数转换放大或其他方式，传递到处理系统从而显示被检测物质的量或质。
[0018]4、被检测物质的量或质的物质通过各种渠道被加工和生产最终成为产品。
【权利要求】
1.一种快速检测食品安全新型复合生物系统的方法，其特征在于包括I)生物系统上固定化的生物分子具有特异选择性，可以侦测生物体内外环境中特异的化学物质，且与之相互作用后会产生响应的变化信号:换能器则可将生物化学和电化学反应产生的生化反应信号转化为电信号；2)生物检测系统使用一种特殊的成膜固定技术把多孔生物膜(NC膜)作为固相抗原或抗体载体。该膜具有很强的蛋白吸附功能，抗原或抗体吸附于NC膜并经干燥处理后即作为固相，可与液相中的相应抗体或抗原快速结合。而在湿润状态下，液相中含有的抗体或抗原可因“灯芯引流现象”作快速定向泳动并与固相抗原或抗体结合成为复合物；结合物载体上预先喷点的结合有胶体金的相应第二抗体或抗原亦可与该复合物快速结合。由于这种结合过程为物理过程，反应可在数分钟内完成且结合非常稳定；3)生物系统器件技术是将生物的特异关联反应中所伴随的物理或化学变化通过热、电、光、声等信息载体转换成电信号，通过对电信号的及默数转换放大或其他方式，传递到处理系统从而显示被检测物质的量或质。
2.一种快速检测食品安全新型复合生物系统具有: a特异性生物分子识别原件和高灵敏度的信号转换器。特异性达98%。 b.生物膜使用一种特殊成膜固定技术，该技术使用高灵敏度的双抗原夹心法系统和双抗体家新发系统，灵敏度为96.81度/RIU。 c.、生物系统的识别原件系统使用一种特殊的成膜固定技术把多孔生物膜(NC膜)作为固相抗原或抗体载体。该膜具有很强的蛋白吸附功能，抗原或抗体吸附于NC膜并经干燥处理后即作为固相，可与液相中的相应抗体或抗原快速结合。而在湿润状态下，液相中含有的抗体或抗原可因“灯芯引流现象”作快速定向泳动并与固相抗原或抗体结合成为复合物；结合物载体上预先喷点的结合有胶体金的相应第二抗体或抗原亦可与该复合物快速结合。由于这种结合过程为物理过程，反应可在数分钟内完成且结合非常稳定。稳定性达99%。 d.生物系统的器件将生物的特异关联反应中所伴随的物理或化学变化通过热、电、光、声等信息载体转换成电信号，通过对电信号的及模数转换放大或其他方式，传递到处理系统从而显示被检测物质的量或质。分辨率为3.59X 10-4RIU。
【文档编号】G01N33/02GK103439469SQ201310360311
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月19日 优先权日:2013年8月19日
【发明者】陈洁 申请人:常州泰晶生物科技有限公司