1引言

　　科學(xué)儀器主要包括各種電化學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)分析儀器，質(zhì)譜、波譜、色譜分析儀器、能譜及射線分析儀器、物性分析儀器、生化分析儀器、在線分析儀器及光學(xué)儀器、試驗(yàn)機(jī)、實(shí)驗(yàn)儀器等[1]。這些科學(xué)儀器被廣泛應(yīng)用于食品安全檢測分析當(dāng)中，對食品安全保障起著重要的技術(shù)支撐作用。食品安全檢測的內(nèi)容很多，主要有致病菌微生物檢測，農(nóng)藥、獸藥及其他有害化合物殘留檢測，有毒有害元素及其價態(tài)檢測，毒素及轉(zhuǎn)基因食品檢測等，其中所用的檢測儀器的種類也很多，主要包括光譜儀、色譜儀、質(zhì)譜儀、電化學(xué)儀器、生命科學(xué)儀器等[2~3]。

　　2我國食品安全檢測市場需求

　　隨著我國國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展與人民生活水平的提高，食品的數(shù)量與種類日益豐富，食品的安全問題也日益突出。每年由于農(nóng)藥、獸藥等禁用、濫用及環(huán)境污染而導(dǎo)致的急性食物中毒事件屢見不鮮，市場上還常常出現(xiàn)銷售參雜參假、過期變質(zhì)和參有毒有害的化合物，坑害消費(fèi)者，最近的“毒奶”事件就是典型之例。另外，近年來隨著轉(zhuǎn)基因作物的大面積種植，轉(zhuǎn)基因食品大量涌入市場，雖然轉(zhuǎn)基因食品的安全性問題在國際上還未定論，但已為公眾關(guān)注。所以，分析測試技術(shù)和儀器是食品質(zhì)量安全、消費(fèi)者合法權(quán)益的重要保障。近年來，影響食品質(zhì)量安全的因素不斷增多，需要檢測的項(xiàng)目和要求也越來越多越高，尤其一些新污染源的不斷出現(xiàn)，對檢測技術(shù)和儀器提出了更高要求。國際上許多頗有成就的大型檢測機(jī)構(gòu)在食品檢測領(lǐng)域都有所作為，很多科學(xué)儀器供應(yīng)商更是認(rèn)準(zhǔn)發(fā)展趨勢，爭相搶占這一市場，食品安全檢驗(yàn)檢測技術(shù)和儀器已成為熱門。

　　3國產(chǎn)科學(xué)儀器在我國食品安全檢測分析工作中應(yīng)用現(xiàn)狀

　　國產(chǎn)科學(xué)儀器底子薄，原有水平不高，但近幾年來取得了長足的進(jìn)步，現(xiàn)逐一淺析如下。

　　3.1致病菌微生物檢測儀器

　　分離培養(yǎng)法，是傳統(tǒng)而有效的生物分析方法，通過分離培養(yǎng)，然后利用形態(tài)學(xué)、生化特性加以鑒定，用光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡等加以確證。近幾年來，我國大量引進(jìn)國外的新方法和儀器，國外著名生產(chǎn)廠家有ABI、Bio-Rad、Thermo-Fisher、Agilant、Biomerieux、Dupont，Biologe、GEHeailhcare[3]等。而隨著科技發(fā)展與市場需要，國內(nèi)已經(jīng)開始開發(fā)研制微生物快速檢測儀，逐步商品化、產(chǎn)業(yè)化。

　　3.2食品農(nóng)藥殘留、獸藥殘留檢測儀器

　　食品中農(nóng)藥殘留和獸藥殘留問題一直是政府和公眾非常關(guān)注的問題，為了防止對人畜的危害，目前很多國家和地區(qū)都將農(nóng)藥殘留和獸藥殘留作為主要的控制項(xiàng)目，列為必檢指標(biāo)，我國就有10種化學(xué)農(nóng)藥列為優(yōu)先檢測，近年已公布實(shí)施了8個農(nóng)藥多殘留檢測的國標(biāo)。檢測農(nóng)藥和獸藥殘留的主要方法包括氣相色譜、高效液相色譜法和色-質(zhì)聯(lián)用檢測法等[2~8]，所用的儀器為GC、HPLC、GC-MSLC-MS-MS，后二類儀器多用于確認(rèn)和多殘檢測。國際上GC、GC-MS、GC-MS-MS的高端產(chǎn)品為Agilent、Shimadzu、Thermo-Fisher、PerkinElmer、Varian等統(tǒng)領(lǐng);LC、LC-MS和LC-MS-MS的高檔產(chǎn)品為Thermo-Fisher、Waters、ABI、Agilent、PerkinElmer、Dionex、Varian等統(tǒng)領(lǐng)[3]。

　　國內(nèi)產(chǎn)品雖然在整體上不能與國外產(chǎn)品相媲美，但近幾年來在GC、LC、GC-MS方面取得了長足進(jìn)展，如北京東西電子、上海精科、天美、伍豐、溫嶺、北分、依利特等家的產(chǎn)品贏得了用戶的好評，并擁有一定的市場空間。

　　3.3食品有毒有害元素檢測儀器

　　原子吸收光譜法(AAS)和電感耦合等離子發(fā)射光譜法(ICP)是食品中有毒有害物質(zhì)最經(jīng)典的檢測方法，尤其是AAS最為普及。近幾年來ICP與MS聯(lián)用(ICP-MS)檢出限可達(dá)到ng級，得到重視。國外著名的生產(chǎn)廠家為：Thermo-Fisher、PerkinElemer、Shimazu、Varian、Agilent、JenaAG等;國內(nèi)AAS生產(chǎn)廠家有普析通用、東西電子、瑞利、上海精科、上海光譜、天美等，近年來其技術(shù)得到大幅度提升和完善，主要技術(shù)指標(biāo)已接近國外同檔水平，且價格便宜，具有一定的競爭力。

　　原子熒光光譜儀(AFS)用于檢測砷、鉛、汞、錫、硒、鍺、銻等元素，靈敏度高、檢出限低、可多元素同時檢測。原子熒光光譜儀是目前我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，主要廠家有吉天、海光、瑞利等，其中吉天還生產(chǎn)LC-AFS，即元素價態(tài)檢測儀，其靈敏度、檢出限均能滿足農(nóng)產(chǎn)品、食品安全檢測的要求，且性價比高[2]，產(chǎn)品不僅滿足國內(nèi)需求，且已有外商代理、銷往國外。

　　AAS和AFS兩種儀器是我國科學(xué)儀器中基礎(chǔ)最好的產(chǎn)品，其中、AAS的技術(shù)與國外差距不很大，而AFS已處領(lǐng)先水平的科學(xué)儀器，很值得在實(shí)施產(chǎn)業(yè)化中予以有力支持，擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)化規(guī)模，不斷提升技術(shù)水平，勢必能與國外產(chǎn)品抗衡。

　　可以看出，我國國產(chǎn)儀器基本上能夠滿足有毒有害物質(zhì)的檢測，尤其是對于縣、地(市)級食品安全質(zhì)檢站，而且國產(chǎn)儀器完全可以代替進(jìn)口儀器[2、9]。

　　3.4轉(zhuǎn)基因食品檢測儀器

　　現(xiàn)在，國際市場出現(xiàn)越來越多的轉(zhuǎn)基因食品，其檢測主要借鑒轉(zhuǎn)基因植物產(chǎn)品的檢測技術(shù)。國內(nèi)也將轉(zhuǎn)基因食品的檢測作為食品安全檢測的一項(xiàng)重要內(nèi)容。轉(zhuǎn)基因食品檢測包括兩方面的內(nèi)容：一是核酸的檢測，也就是基因水平的檢測，主要用各種PCR定性、定量方法和基因芯片技術(shù)[10];二是蛋白質(zhì)的檢測，也就是外源基因表達(dá)的蛋白質(zhì)的檢測。核酸是遺傳信息，是對熱十分穩(wěn)定的分子，在環(huán)境中釋放的影響要比蛋白質(zhì)大，而且在加熱過程中破壞較小，利于檢測;而蛋白質(zhì)是熱敏分子，在食品的深加工中會被破壞，而且蛋白質(zhì)免疫檢測在方法學(xué)上還存在著一些局限性，所以，轉(zhuǎn)基因食品的檢測主要集中在對特征性DNA進(jìn)行的檢測。主要使用儀器按檢測程序分三部份：

　　3.4.1用于制備DNA樣品的儀器設(shè)備

　　試劑盒、微量移液器、離心機(jī)、水浴鍋、分光光度計等。

　　在對轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品進(jìn)行定量檢測時，核酸制備有時會用到試劑盒方法，試劑盒操作簡易、使用方便，試劑不需要自己配制，不接觸氯仿等有機(jī)試劑，因此在提取DNA上應(yīng)用很廣泛。目前，生產(chǎn)這種試劑盒的國產(chǎn)品牌有很多：天根生化科技有限公司、杭州維特潔、上海華舜、中鼎生物、上海生工、上海申能博彩等等。天根生化科技有限公司，從2001年注冊到現(xiàn)在，僅僅四年的時間就成為國內(nèi)一線的核酸純化品牌。

　　離心機(jī)是實(shí)驗(yàn)室分析提純必備的設(shè)備，市場需求量大，國內(nèi)在上海、北京、長沙、圖門等地都有生產(chǎn)企業(yè)，較典型的是上海天美，但只能生產(chǎn)臺式、小型及一般高速離心機(jī)，我國至今缺乏高速、超高速、大離心力變頻電機(jī)(專用電機(jī))，且穩(wěn)速、制冷、恒溫、真空、超高速運(yùn)行部件的材料和加工以及整體安全穩(wěn)定運(yùn)行控制諸多方面的技術(shù)性能尚不及國外產(chǎn)品，所以，盡管價格昂貴，在高校、科研機(jī)構(gòu)或國家的一些重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室還是選用進(jìn)口的產(chǎn)品，高端產(chǎn)品均被國外壟斷;而對于水浴鍋、分光光度計這類中低檔產(chǎn)品，實(shí)驗(yàn)室要求不高，價格便宜，國內(nèi)產(chǎn)品在實(shí)驗(yàn)室被普遍采用，代表性的廠家有：普析通用、北分瑞利、上海棱光、上海光譜、上海精科、北京拓普等。

　　3.4.2用于基因擴(kuò)增、分離、分析、檢定的儀器設(shè)備

　　定性PCR擴(kuò)增儀以及混合液，保真DNA聚合酶，試劑盒，核酸電泳系統(tǒng)、成像分析、核酸測定儀、自動電泳分析系統(tǒng)、酶標(biāo)儀、洗板機(jī)、定量PCR儀等。

　　這些儀器設(shè)備國外著名廠家是Bio-Rad、Thermo-FisherSciences、GE等;在國內(nèi)，西安天隆科技有限公司生產(chǎn)民族品牌PCR儀已有十年歷史，是國內(nèi)唯一具有定性、終點(diǎn)定量、實(shí)時定量PCR儀三個醫(yī)療器械注冊證和CE認(rèn)證的民族品牌，其生產(chǎn)的PCR儀在國產(chǎn)同類產(chǎn)品中累計銷量第一;東南大學(xué)自主研發(fā)的管蓋基因芯片及其檢測系統(tǒng)，已經(jīng)成功地檢測了國家生物制品檢定所提供的SARS標(biāo)準(zhǔn)品，并在華大基因中心檢測了30多個SARS樣本，取得了滿意的結(jié)果。該基因芯片對于SARS、人、禽流感的預(yù)防和控制具有重要的價值;另外，東南大學(xué)還研制開發(fā)了核酸擴(kuò)增雜交熒光檢測儀，該儀器集PCR過程、雜交過程、清洗過程、檢測過程于一體的自動檢測儀器，能快速地進(jìn)行PCR反應(yīng)，應(yīng)用于醫(yī)學(xué)進(jìn)行高通量基因表達(dá)平行分析、大規(guī)模基因序列分析、尋找新基因、基因多態(tài)性分析和基因組研究等，此外，國內(nèi)生產(chǎn)PCR儀的還有杭州博日、郎基等企業(yè)。雷勃、上海三科、北京拓普、南京華東電子集團(tuán)醫(yī)療裝備有限責(zé)任公司生產(chǎn)酶標(biāo)儀、洗板機(jī);北京市六一儀器廠，是我國目前生產(chǎn)電泳儀電源、電泳儀及配套儀器品種全、產(chǎn)量大、質(zhì)量好、銷售覆蓋面廣的行業(yè)知名企業(yè)，在各大高校實(shí)驗(yàn)室、科研單位都普遍使用。

　　3.5食品安全快速檢測儀器

　　隨著食品流通的加快，尤其在我國食品生產(chǎn)企業(yè)多、規(guī)模小，法治和自律意識弱，而消費(fèi)人群多、渠道雜，所以對食品安全快速檢測和篩查具有特殊意義，要求能在很短的時間內(nèi)得到檢測結(jié)果，甚至要求在現(xiàn)場檢測。有很多新鮮食品要求檢測的時效性特別高，如果檢測時間過長，食品已被售出或已經(jīng)腐爛，檢測結(jié)果就失去了意義。另一方面，面對食品安全突發(fā)事件的發(fā)生，快速檢測和篩查的應(yīng)急分析是應(yīng)急機(jī)制不可缺少的技術(shù)支撐之一，而實(shí)驗(yàn)室一些常規(guī)的檢測雖然準(zhǔn)確可靠，但程序復(fù)雜、繁瑣，檢測儀器昂貴，檢驗(yàn)周期較長，分析操作人員還需要專業(yè)培訓(xùn)等等，因此快速檢測篩查技術(shù)和手段來是適應(yīng)社會發(fā)展的急需。

　　高新技術(shù)的迅速發(fā)展為食品快速檢測提供了極好的技術(shù)平臺�？鞕z儀器在“光-機(jī)-電-算一體化”的基礎(chǔ)上，大量引進(jìn)日新月異的高新技術(shù)，諸如納米、芯片、免疫學(xué)、傳感器、基因工程等新技術(shù)，成為各種高新技術(shù)的集大成者。快速檢測儀器具有高靈敏度、高通量、快速、簡便等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場或在線的實(shí)時檢測。國外在此方面起步比較早，發(fā)展比較快，許多產(chǎn)品較成熟，且部分已商品化。在我國，近年來也涌現(xiàn)一批廠家，其中具有代表性的生產(chǎn)廠商有：

　　1上海雷勃、上海三科、北京拓普、南京華東生產(chǎn)的酶標(biāo)儀和洗板機(jī)，用于農(nóng)藥、獸藥殘留，致病菌、毒素以及轉(zhuǎn)基因檢測，應(yīng)用范圍廣，產(chǎn)品較成熟;

　　2中國科學(xué)院電子學(xué)研究所傳感技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是國內(nèi)最早開展表面等離子體諧振(SPR)生化分析儀研究的單位，其成功研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的一系列SPR生化分析儀，該儀器應(yīng)用領(lǐng)域?qū)挘瑢?shí)用化程度高，在國內(nèi)已有多家科研單位和高校使用[11~12]。

　　3以山東省生物傳感器重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中的服務(wù)系統(tǒng)為支撐，乳酸、葡萄糖、谷氨酸三種生物傳感器已成為我國生物傳感器應(yīng)用的基本品種，每年消費(fèi)的固定化酶超過1000多個，年實(shí)現(xiàn)生物傳感器的快速分析200萬次以上。并形成系列化的產(chǎn)品和配套的固定化酶膜及試劑盒，與國外同類儀器的競爭中表現(xiàn)明顯的優(yōu)勢。

　　4博奧生物有限公司等近幾年來取得了長足的進(jìn)步，已開發(fā)并生產(chǎn)食源性致病菌檢測、食源性病毒檢測和獸藥殘留檢測的生物芯片(儀器和試劑盒)，目前暫適用于實(shí)驗(yàn)室，將進(jìn)一步面向現(xiàn)場速測、并向微縮芯片實(shí)驗(yàn)室發(fā)展[9]。

　　5我國是農(nóng)業(yè)大國，在農(nóng)產(chǎn)品快速檢測方面發(fā)展比較迅速，國產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品快速檢測儀(硝酸鹽、甲醛、吊白塊、二氧化硫、過氧化值等)做的也比較成熟，其產(chǎn)品性能、技術(shù)指標(biāo)都能滿足國內(nèi)檢測的要求，這方面吉林大學(xué)的小天鵝企業(yè)有優(yōu)勢。國內(nèi)企業(yè)在快速檢測領(lǐng)域已經(jīng)顯示了相當(dāng)?shù)膭萘�，很多技術(shù)和產(chǎn)品都走在了快速檢測的前列，進(jìn)一步開發(fā)、完善快速檢測技術(shù)成為國內(nèi)企業(yè)又一重點(diǎn)努力的方向。

　　4我國國產(chǎn)科學(xué)儀器的發(fā)展存在的問題

　　4.1我國國產(chǎn)儀器的總體水平還比較落后，基礎(chǔ)比較薄弱

　　我國國產(chǎn)科學(xué)儀器工業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展，已具有一定的研究、開發(fā)和生產(chǎn)的能力，但是我國國產(chǎn)科學(xué)儀器的總體水平還較落后，基礎(chǔ)比較薄弱，集成度不高，穩(wěn)定性和可靠性欠佳。科學(xué)儀器產(chǎn)品總體技術(shù)水平與國際先進(jìn)水平相差約5-10年，目前，我國科研用分析測試儀器70%左右仍依賴進(jìn)口，一些急需的專用儀器還屬空白，嚴(yán)重制約了我國科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

　　4.2對科學(xué)儀器研究和發(fā)展的投入低于發(fā)達(dá)國家。

　　總體來講，我國自主研發(fā)投入少，核心技術(shù)匱乏。近年來，我國對科技的投入大幅度增加，但“重引進(jìn)，輕自主研發(fā)”的現(xiàn)象仍比較嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計，“十五”期間，863計劃、973計劃和國家科技攻關(guān)計劃等科技計劃經(jīng)費(fèi)的20%左右用于購置科學(xué)儀器，985工程、211工程以及知識創(chuàng)新工程更將大量的經(jīng)費(fèi)用于科學(xué)儀器購置，但在科學(xué)儀器研發(fā)方面，政府支持仍顯不足。863計劃、973計劃和國家科技攻關(guān)計劃等國家3大主體科技計劃“十五”期間共計330億元，用于“科學(xué)儀器設(shè)備研制與開發(fā)”項(xiàng)目的僅0.85億元，而美國，僅以國家自然基金(NSF)為例，2003和2004年投入到大學(xué)的相關(guān)項(xiàng)目中，有關(guān)科學(xué)儀器研制或功能改進(jìn)等占支持科學(xué)儀器發(fā)展的資金占總金額的25.3%。投入不足使我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的科學(xué)儀器十分有限。

　　4.3國內(nèi)市場巨大，但科學(xué)研究主要依賴進(jìn)口，不利于我國科學(xué)儀器創(chuàng)新

　　我國每年上萬億元的固定資產(chǎn)投資中，有60%是用于進(jìn)口設(shè)備，其中精密科學(xué)儀器等高技術(shù)含量和高附加值的產(chǎn)品主要依賴進(jìn)口。以分析測試儀器為例，據(jù)保守統(tǒng)計，分析儀器進(jìn)口總額從2001年的9億美元猛增到2004年20億美元以上。在生命科學(xué)儀器方面，我國對發(fā)達(dá)國家的依賴則更為嚴(yán)重。尤其是國家投入大量資金建立的研究實(shí)驗(yàn)基地，雖然裝備精良，但重要科學(xué)儀器及其輔助設(shè)備基本都依賴進(jìn)口�？茖W(xué)研究依賴進(jìn)口科學(xué)儀器不僅科技發(fā)展受制于人而且也使得我國科學(xué)儀器創(chuàng)新面臨十分不利的局面。

　　4.4提高國產(chǎn)科學(xué)儀器的穩(wěn)定性和可靠性，注重售后服務(wù)

　　由于我國科學(xué)儀器的加工業(yè)和制造業(yè)等還比較落后，使得國產(chǎn)科學(xué)儀器在穩(wěn)定性、可靠性方面與國際發(fā)達(dá)國家產(chǎn)品有一定的差距。據(jù)調(diào)查，80%以上的國內(nèi)用戶由于產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性不高，而不選擇國產(chǎn)儀器，這樣極大地限制了國產(chǎn)科學(xué)儀器的使用范圍，降低了使用的可信度。國外廠商的優(yōu)勢在于能夠提供先進(jìn)的設(shè)備，還能提供完善的售后服務(wù)。目前Agilent、Thermo-FisherSciences、Waters、Dionex、AB、GEHeailhcare、Dupont、Shimadzu等國外供應(yīng)商在中國的市場份額都非常可觀，一般政府檢測機(jī)構(gòu)在采購時都會在這些供應(yīng)商之間選擇產(chǎn)品。因?yàn)樗麄兊漠a(chǎn)品無論在穩(wěn)定性方面還是智能化、自動化方面都做得較為出色，更重要的一點(diǎn)是這些國外供應(yīng)商都能提供非常全面的售后服務(wù)。

　　所以，對于國內(nèi)檢測設(shè)備制造企業(yè)而言，要不斷在產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性、操作自動化、智能化方面進(jìn)行研發(fā)，還應(yīng)該逐步健全售后服務(wù)體系，因?yàn)檫@兩點(diǎn)正是目前國內(nèi)企業(yè)的缺陷所在。

　　5展望

　　科學(xué)儀器的水平是國家發(fā)達(dá)程度的重要標(biāo)志，發(fā)展自主的科學(xué)儀器及其工業(yè)是立國之本，富國之需，強(qiáng)國之源。針對我國國產(chǎn)科學(xué)儀器的現(xiàn)狀和市場需求，我國政府已在“九五”、“十五”“十一五”科技發(fā)展計劃中，不斷加大對國產(chǎn)科學(xué)儀器開發(fā)、研究與應(yīng)用的支持和扶植力度：“九五”期間，選擇農(nóng)業(yè)科學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境分析所用的色譜、光譜、電化學(xué)、生化分離分析及電子光學(xué)儀器作為重點(diǎn);“十五”重點(diǎn)加強(qiáng)科研基礎(chǔ)設(shè)施和平臺的建設(shè)，加大研發(fā)力度，提升國產(chǎn)科學(xué)儀器整體技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)規(guī)模;“十一五”重點(diǎn)建設(shè)一批國家大型科學(xué)儀器中心，加強(qiáng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等基地儀器設(shè)備建設(shè)，提升儀器設(shè)備整體水平，整合資源，大幅提高儀器設(shè)備使用效率，加強(qiáng)科學(xué)儀器設(shè)備自主研發(fā)。我國科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)還處于不斷發(fā)展階段，我們應(yīng)該冷靜、清醒地看到并承認(rèn)差距和困難，也要意識到今后10-15年是我國儀器工業(yè)追趕世界先進(jìn)水平的關(guān)鍵時期。只要堅持以科學(xué)發(fā)展觀統(tǒng)領(lǐng)全局，轉(zhuǎn)變發(fā)展觀念、創(chuàng)新發(fā)展模式、逐步將創(chuàng)新主體向企業(yè)轉(zhuǎn)移，提高發(fā)展質(zhì)量，我們的目標(biāo)一定可以實(shí)現(xiàn)。