舱基因检测仪

作者：北京农学院 李相阳在当今社会，消费者日益关注健康饮食，而水果和蔬菜因其低脂、高纤维以及环保特性而备受推崇。然而，果蔬在采摘后的储存和运输过程中对温度、湿度、气体成分等环境因素极为敏感，在贮藏过程中面临着微生物污染、酶促反应、氧化变质等多重挑战。因此，一系列先进的贮藏保鲜设备和检测仪器被研发并应用于实际生产中，这些设备和仪器不仅提高了贮藏效率，延长了产品的货架期，同时也为消费者提供了更加安全、可靠的食品选择。有效的贮藏保鲜技术对于保持果蔬采后的新鲜度、营养价值以及食品安全至关重要。本文介绍果蔬采后贮藏保鲜的基本原理，常见仪器与设备。一、果蔬贮藏保鲜的基本原理果蔬贮藏保鲜是一个综合性的技术过程，其核心目标是延缓自然衰老和变质，保持其新鲜度和营养价值。以下是果蔬贮藏保鲜的几项基本原理：1.微生物控制。微生物是导致食品腐败变质的主要因素之一。在贮藏保鲜过程中，通过控制微生物的生长和繁殖，可以有效延长保质期。常用的微生物控制方法包括冷藏、加热处理、使用防腐剂等。2.酶活性抑制。果蔬中含有多种酶，这些酶在适宜的条件下会催化食品中的化学反应，导致其品质下降。通过控制贮藏条件，如降低温度、改变pH值或使用酶抑制剂，可以抑制酶的活性，减缓其生化变化。3.氧化还原反应控制。氧化反应是导致果蔬色泽、风味和营养成分变化的重要原因。通过控制氧气的接触，例如采用真空包装或充氮包装，可以减少氧化反应的发生，保持食品的原有品质。4.水分控制。水分是影响食品贮藏寿命的关键因素。过高或过低的水分活度都会加速果蔬的变质过程。通过控制包装环境的湿度或使用干燥剂，可以调节其水分活度，延长其保质期。5.气体成分调节。果蔬在贮藏过程中，气体成分的调节对于延缓食品衰老具有重要作用。例如，降低氧气浓度和提高二氧化碳浓度可以减缓呼吸作用，延长果蔬的保鲜期。6.温度控制。温度是影响微生物生长和酶活性的关键因素。通过冷藏或冷冻技术，可以显著降低食品中微生物的生长速率和酶的活性，从而延长果蔬的保质期。7.光照控制。光照，尤其是紫外线，可以加速果蔬中某些化学反应，导致其品质下降。在贮藏过程中，避免直接光照或使用遮光材料，可以减少光照对果蔬品质的影响。二、果蔬采后贮藏保鲜常见的检测仪器在果蔬采后的贮藏保鲜过程中，检测设备扮演着至关重要的角色。它们不仅能够确保果蔬在贮藏过程中的安全性和品质，还能为生产者提供实时反馈，以便及时调整贮藏条件。以下是一些关键的检测设备及其在贮藏保鲜中的应用：1. 微生物检测仪器。微生物污染是导致果蔬变质的主要原因之一。微生物检测仪器能够快速准确地检测细菌、霉菌等微生物含量。这些仪器通常采用培养基、酶联免疫吸附测定（ELISA）、PCR等技术，为果蔬贮藏过程中的微生物控制提供科学依据。 2. pH计和电导率仪。pH和电导率对于了解果蔬的生理状态和贮藏品质有重要意义。pH是衡量果蔬品质的一个重要指标。例如，梅特勒托利多公司提供的InLab Solids Pro-ISM电极，就是专为测量水果和蔬菜等固体样品的pH而设计的，它能够直接插入样品中而不会造成损坏 。电导率仪在果蔬采后生理生化实验中有其特定的应用。例如，不良环境对植物细胞膜的伤害可以通过测量细胞外渗液的电导率来评估，从而了解果蔬的生理状态 。此外，在实验中测定果蔬汁液的冰点，也涉及到电导率的测量 。例如，在石榴采后贮藏的研究中，使用电导率仪测量果皮的相对电导率，可以评估低温贮藏对石榴生理及贮藏品质的影响。pH计和电导率仪可以帮助研究人员和生产者监测和评估果蔬的贮藏品质，从而优化贮藏条件，延长果蔬的货架期。 3. 色差仪。食品的色泽是消费者评价食品新鲜度和品质的重要视觉指标。色差仪通过测量食品表面的反射光，计算出色彩的三个基本参数：L（亮度）、a（红绿色度）、b（黄蓝色度）。这些数据可以用来评估果蔬在贮藏过程中色泽的变化，指导生产者采取相应的保鲜措施。 4. 水分活度测定仪。水分活度（Aw）是衡量果蔬中可利用水分的指标，与果蔬的保质期和微生物生长密切相关。水分活度测定仪通过测量果蔬的蒸汽压或电导率，快速准确地测定水分活度。根据果蔬的类型和预期的保质期，确定理想的水分活度范围。一般来说，水分活度越低，微生物生长的可能性越小，果蔬的保质期越长。定期使用水分活度测定仪监测果蔬的水分活度，可以确保其在安全范围内。如果水分活度发生变化，及时调整贮藏条件。5. 气体分析仪。在气调贮藏中，气体成分的精确控制对保鲜效果至关重要。气体分析仪器能够实时监测包装内氧气、二氧化碳和氮气的浓度，确保气体比例符合保鲜要求。这些仪器通常采用电化学传感器、红外光谱或质谱技术，具有高灵敏度和准确性。 6. 质构分析仪。质构是评价果蔬口感和物理特性的重要指标。质构分析仪通过模拟人的咀嚼过程，测量果蔬的硬度、弹性、粘性和咀嚼性等参数。这些数据对于评估果蔬在贮藏过程中的质构变化，以及优化加工和贮藏条件具有重要意义。 7. 近红外光谱仪。近红外光谱技术是一种无损检测方法，能够快速分析果蔬中的水分含量和糖含量。近红外光谱仪通过分析食品对特定波长光的吸收和反射，建立模型来预测果蔬的品质。便携式近红外仪可以检测水果内部的褐变，可以用于水果的糖度分级。在线式近红外仪可以用于果蔬分选。 8. 食品安全检测仪。食品安全检测仪用于检测果蔬中的有害物质，如农药残留、重金属、添加剂等。这些仪器通常采用色谱、质谱、光谱等技术，为确保食品的安全性提供了重要保障。 三、常见贮藏保鲜设备果蔬的贮藏保鲜依赖于多种设备，这些设备通过不同的技术手段来延长食品的保质期和保持其新鲜度。以下是一些常见的贮藏保鲜设备：1. 冷藏设备。冷藏是最基本的保鲜方法之一，通过降低温度来减缓微生物的生长和酶的活性。冷藏库就像果蔬的“卫士”，通过精确的温度控制，为果蔬提供了一个适宜的贮藏环境。冷藏设备的设计需要考虑到温度的均匀性、湿度的控制以及空气流通等因素，以确保果蔬在贮藏过程中的品质。2. 真空包装机。真空包装通过抽取包装内的空气，减少氧气的含量，从而降低氧化反应和微生物生长的可能性。真空包装机能够自动完成抽真空、封口等过程，适用于各种形状和大小的包装。真空包装不仅能够延长食品的保质期，还能保持食品的色泽和风味。3. 气调保鲜设备。气调保鲜技术通过调节包装内气体的成分，如降低氧气浓度和提高二氧化碳或氮气的浓度，来抑制呼吸作用和微生物活动。气调保鲜设备可以是简单的充气包装机，也可以是集成了气体分析和控制的高级系统，以实现更精确的气体成分调节。4. 智能监控系统。现代贮藏保鲜技术中，智能监控系统发挥着越来越重要的作用。这些系统可以实时监测和记录贮藏环境中的温度、湿度、气体成分等参数，并通过自动化控制系统进行调节，以确保食品始终处于最佳的贮藏条件。每种设备都有其特定的应用场景和优势，选择合适的设备对于实现有效的贮藏保鲜至关重要。在实际应用中，往往需要结合多种设备和技术，以达到最佳的保鲜效果。果蔬采后的贮藏保鲜是一个不断发展的领域，它不仅关系到果蔬安全和品质，也是果蔬行业创新和发展的关键。随着技术的不断进步和消费者需求的不断变化，我们有理由相信，未来的贮藏保鲜技术将更加高效、安全和环保，为消费者提供更高品质的食品，同时也为食品和农业行业带来新的发展机遇。作者介绍：李相阳，北京农学院食品科学与工程学院副教授，北京市现代农业产业体系北京市创新团队岗位专家，主要开展农产品质量安全控制快速检测技术开发和示范应用推广。主持北京市科协金桥工程种子资金、北京市科委一般项目、北京市农业科技项目等课题 10 余项；以第一作者/通讯作者在 Food Chemistry、Frontiers in Chemistry、Agriculture 等期刊发表文章30余篇。

2014年7月8日，华大基因在北京启动&ldquo 千万家庭远离遗传出生缺陷&rdquo 计划，预计通过基因检测技术大幅降低中国的出生缺陷率。首度聚焦唐氏综合症和粘多糖病、鱼鳞病、地中海贫血、苯丙酮尿症等罕见遗传病。　　由于对身体没有创伤，唐氏综合症的基因检测方法称为无创产前检测，这是目前最为成熟的基因临床应用。今年6月30日，国家食品药品监督管理总局(下称&ldquo CFDA&rdquo )首次批准华大基因成为高通量测序诊断产品的提供机构。由于出色的临床表现，深圳市已在2013年将无创产前检测纳入医保报销范围。　　无创产前检测只是人类基因测序应用的冰山一角，其下的冰山是人类数以万计的疾病诊断、预防、治疗，或将颠覆传统的医疗手段。华大基因董事长汪建称，未来90%以上的疾病治疗都是个体化、精准化的。　　时间和成本的急剧下降促使基因科技步入产业化。报告显示，提出人类基因组计划的美国已经产生了1:178的投资回报率，相当于每个美国公民每年投入2美元，却取得了约1万亿美元的回报。　　综观中国基因测序产业链，上游设备及配套试剂几乎完全被国外垄断，合作开发模式成为中外公司互利共赢的途径 测序服务市场精彩纷呈，无创产前、遗传疾病、肿瘤检测等已进入临床应用阶段，个体化医疗大幕已缓缓拉开 中国政府的监管思路更加灵活开放，但仍然落后于产业界期望。　　国外几近垄断基因测序系统设备 &ldquo 华大已有各类测序仪200多台。&rdquo 　　处于产业链最上游的是基因测序系统，它包括基因测序仪、试剂耗材及软件，目前，除软件系统外，仪器和试剂几乎完全被国外Illumina、LifeTech和Roche垄断。　　唯一的例外是2013年3月，华大基因收购了美国基因检测仪公司Complete Genomics(下称&ldquo CG&rdquo )，弥补了其缺失的硬件环节，华大基因为此付出了旗下华大科技40%股权以换取风险投资13.98亿元融资。　　国内其他公司如贝瑞和康、安诺优达、达安基因等，目前只能采取与国外公司合作授权的形式，基因检测仪成为中国基因测序产业的&ldquo 卡脖子&rdquo 环节。　　但国内也并非不存在自主研发基因测序仪的公司。2013年10月28日，紫鑫药业发布公告称与中科院北京基因组研究所合作开发第二代基因测序系统，据中科院北京基因组研究所任鲁风介绍，其检测仪不做唐筛，而是关注基因突变、微生物、类风湿、糖尿病等疾病检测。　　然而，国产测序仪还处于研发和商业化的早期。安诺优达CEO梁峻彬告诉21世纪经济报道记者：&ldquo 但我个人认为它的机器与国外的整体相比暂时没有明显竞争优势，需要找到好的切入点。&rdquo 　　基因测序仪的核心是基因测序技术，迄今为止已产生了三代技术。　　业内普遍认为，第二代基因检测技术是现今最稳定、应用最广的基因测序技术，但NGS仪器市场被国外几个龙头垄断。来自申银万国的数据显示，2013年Illimina以53%的市场份额位列第一，其后是LifeTech38%以及Roche的8%。　　illumina的HiSeq技术在中国市场独领风骚，华大基因、贝瑞和康、安诺优达等公司均采购了多台HiSeq系列测序仪，并基于此研发配套系统。　　目前，中国基因测序公司对测序仪器比拼激烈，其中华大基因的测序仪数量和种类最为齐全，汪建告诉21世纪经济报道记者：&ldquo 华大已有各类测序仪200多台。&rdquo 　　华大基因收购的CG测序仪备受关注。2014年6月30日，CFDA批准华大基因为首家高通量测序诊断产品的提供机构，其测序基础即是CG系统。然而业内存在质疑之声，如申银万国研究报告称，CG只能测序人类基因组，并且无法做无创产前检测。　　但事实或许并非如此。华大制造执行总裁牟峰告诉21世纪经济报道记者：&ldquo 这是CG此前商业模式的选择，事实上，CG测序仪可以检测人、动物、植物等多物种。华大接下来推出的一系列服务将改变这种看法。&rdquo 　　值得一提的是，业内有观点称，只要买到测序仪即可开展测序服务，从而造成市场混乱。但梁峻彬认为，不可能如此简单，&ldquo 没有对基因科学的深刻认识，不可能做到自主研发，大量的后续开发更加重要。&rdquo 　　由于基因测序系统的核心技术掌握在国外巨头手中，除紫鑫药业外，中国公司通常选择和国外仪器生产商合作，授权或买断产品再到国内贴牌的模式，从而成为国家认可的机构。　　不过，这种模式的产品虽然用的是国外仪器和技术，但申报CFDA走的却是国内的仪器设备通道，申报与审批相对比较快。如贝瑞和康、安诺优达与Illumina合作生产新型测序仪、华大基因的BGISEQ1000(基于CompleteGenomics的测序平台)、达安基因的DA8600(基于LifeTechnologies的IonProton测序平台)都是采用这种模式。

p style="text-indent: 2em text-align: justify "据麦姆斯咨询报道，近日，2018亚洲医疗健康领导峰会在新加坡举行，来自全球五大洲20多个国家的专家共论医疗科技创新和治理。会上，一款便携式基因检测仪一经亮相便引发与会者关注，该设备由微医生捷研发，其体积仅25 x 25 x 26厘米，结合自主研发的新一代高密度DNA芯片，可协助基层医疗机构开展健康评估、药物代谢、小儿发热病原检测等，其便携性、准确性引起了与会专家的热议。br//pp style="text-align:center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/fd3604fa-032f-4fee-9654-68e5338fe1af.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg"//pp style="text-indent: 2em text-align: center "微医生捷首款便携式基因检测仪亮相新加坡2018亚洲医疗健康领导峰会/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "微医生捷医疗科技，是中国领先的医疗科技平台微医与全球领先的生物芯片与测序仪公司生捷科技(Centrillion Tech)在华设立的合资公司，为病人与消费者提供最先进的基因芯片以及检测服务。生捷科技是当前全球仅有的三家可生产高密度基因芯片的公司之一，其基于测序技术的编码基因芯片可以检测到多种生物分子，此次发布的便携式基因检测仪是微医与生捷科技推动上述合作的阶段性成果。br//pp style="text-align:center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/447a7649-08f1-4363-92b0-20abb2e1b649.jpg" title="2.jpg" alt="2.jpg"//pp style="text-indent: 2em text-align: center "便携式基因检测仪体积仅25 x 25 x 26厘米，可开展健康评估、药物代谢、小儿发热病原检测/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "对于大多数家庭而言，家长常常被孩子不明原因的发热困扰，但只能冒着孩子被交叉感染的风险紧急就医；对于新上市的药品，患者往往担心药品效果和不良反应；很多人身体处于亚健康状态经常生病，是易感基因在“捣乱”吗？/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "基因研究对医学、疾病诊治有着不可替代的重要价值。过去基因检测常常被冠以“遥不可及”、“高高在上”、“实验室才有”等评价，一般的医疗机构难以支持，普通老百姓更难以享受基因技术带来的“红利”。随着基因芯片技术的革新，基因检测仪的不断迭代，基因检测的成本正在不断降低，便携式基因检测仪逐渐走近寻常百姓身边。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "“仅仅压缩检测设备尺寸是不够的，通过光学技术、芯片导体等方面的创新，提高检测的效率，可以让便携式检测仪服务基层社区百姓的同时，也拥有大检测仪一样的准确性、稳定性，”生捷科技创始人兼CEO周巍博士在接受采访时表示，目前微医生捷正在研发小儿发热、药物代谢（药物敏感度）、健康评估等方面的芯片技术，药物代谢的便携式检测已进入临床前应用，可以帮助医生在开方用药前了解患者对药物的敏感程度，从而给出最合适的药品、剂量。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "微医平台目前连接了全国2700多家医院、近2万家基层医疗机构或药店，平台用户数超过1亿人。借助微医广泛连接的优质医疗资源，及其包括社区卫生服务中心和药诊店在内的2万家医疗健康服务网点，这套便携式基因检测仪有望率先在中国的药店、云巡诊车、基层医院、社区诊所等基层场景得到应用。br//pp style="text-align:center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/d5f713a7-9c91-467c-914d-87d57b9d4a9b.jpg" title="3.jpg" alt="3.jpg"//pp style="text-indent: 2em text-align: center "与会嘉宾详细了解便携式基因检测仪的应用范围、使用场景/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "“未来新产品将在便携度、应用成本和使用场景等方面持续进步，希望通过技术的革新，让基因检测应用到基层、进入到家庭，普通百姓也能便捷、低成本地享受到基因检测服务，从而获得科学、精准的健康指导。” 周巍博士说道。/p