鉴定技术

仪器信息网讯 2015年6月17日，&ldquo 第四届中国食品与农产品质量安全检测技术国际论坛暨展览会&rdquo 在北京国家会议中心开幕。此次会议特别设置了&ldquo 食品与农产品安全微生物检测&rdquo 、&ldquo 食品与农产品中重金属元素和其他有害物质检测&rdquo 、&ldquo 饮用水安全检测&rdquo 等九个专题。大会第二天，来自北京出入境检验检疫局的曾静博士在&ldquo 食品与农产品安全微生物检测&rdquo 专题中做了题为&ldquo 微生物鉴定技术的发展历程&rdquo 的报告。专题现场北京出入境检验检疫局 曾静博士　　随着人们生活水平的不断提高，食品安全问题越来越受到人们的重视，微生物对食品的污染问题也相应地备受关注。微生物包括细菌、真菌等，有些微生物还是致病菌，对人体的危害很大，因此食品中微生物的检测非常重要。　　在报告中曾静介绍，微生物鉴定技术在检验检疫 食品、化妆品等产品致病菌的检测 动物源性致病菌的检测 植物病原细菌、真菌的检测等工作中起到非常关键的作用。检验检疫工作中的微生物鉴定工作主要有判断该菌是不是目标的致病菌和新发现的菌的种类两项内容。相比而言，后者需要做更完善的实验，参考多种方法相互印证以后才能确定该菌的种类。　　曾静说，目前微生物鉴定技术的发展有两个方向，速度快和分型能力强。速度快的微生物鉴定技术主要以飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)鉴定技术为典型代表，可以在数十秒内实现微生物的鉴定 分型能力强的鉴定技术主要包括各种基于DNA的鉴定技术。　　在报告中，曾静介绍，微生物鉴定技术主要有形态学观察、全自动微生物生化鉴定系统和依据细胞物质进行微生物鉴定技术等方法。她在报告中对三种方法进行了详细的阐述。　　据她介绍，微生物的形态学观察主要是依据微生物的形态和生理生化反应等特征来进行微生物的分类和鉴定。用微生物的形态特征来鉴定微生物是由于微生物的形态比较单一，容易分辨 用微生物的生理生化反应特征来鉴定微生物主要是依据微生物细胞壁的组成、微生物发酵产物和微生物对碳源、氮源等养分的利用。　　曾静同时提到这种方法相对比较繁琐、耗时，因此近年来被全自动微生物生化鉴定系统逐步替代。　　她介绍道，全自动微生物生化鉴定系统实际上是将多个生化反应有效整合、浓缩于商业化的板卡上，方便实验室进行微生物的鉴定。全自动微生物生化鉴定系统具有以下优点：1.生化反应数量多，商业化的卡板最多可集合45-46种生化反应 2.实验操作标准化，节省大量人工 3.鉴定速度快，一般3-4小时即可出鉴定结果。基于以上优点，目前，全自动微生物生化鉴定系统已经作为实验室中微生物的日常鉴定手段。除此之外，全自动微生物生化鉴定系统还具有细菌的MIC值测定和耐药表型的检测等作用。　　曾静在介绍依据细胞物质进行微生物鉴定技术时说，该技术主要包括蛋白质的检测和DNA的检测，是目前微生物鉴定技术的两个发展方向。依据蛋白质检测的鉴定技术，具有鉴定速度快的特点，主要检测仪器有飞行时间质谱。基于DNA检测的鉴定技术，对微生物的分型能力很强，该检测技术主要有16S rDNA测序技术、PFGE和全基因组测序技术等。　　在蛋白质检测方面，曾静介绍说，利用飞行时间质谱进行微生物鉴定的原理是通过质谱获得微生物特征蛋白质分子的&ldquo 指纹图谱&rdquo ，然后与大容量的数据库进行对比，最终实现菌落或者菌株水平上的鉴定。质谱鉴定系统的优势主要体现在鉴定速度快，仅需十余秒即可完成。　　在DNA检测技术方面，曾静分别就16S rDNA测序技术、PFGE和全基因组测序技术做了详细的阐述。　　她说道，16S rDNA基因是细菌核糖体DNA的一部分，被称为细菌的&ldquo 活化石&rdquo ，该基因进化速度十分缓慢，具有生物钟的特点，已经作为细菌系统发育的目的基因，16S rDNA序列测定是科研领域细菌分类和鉴定的金标准。目前，常见的商业化测序系统有针对细菌16S rDNA中的500bp保守序列进行测序、针对真菌的28S rDNA的D2基因区域进行测序等。该方法获得的数据有利于致病菌的溯源分析，但是操作过程具有一定的复杂度，耗时较长，另外，基因测序仪和测序耗材试剂的价格较贵，因此不利于在应用层面进行推广。　　报告中，曾静对PFGE阐述道，PFGE(脉冲场凝胶电泳)是一种分离大分子DNA的方法。此种方法的原理是将细菌包埋于琼脂块中，用适当的内切酶在原位对整个细胞染色体进行酶切，酶切片段在特定的电泳系统中通过电场方向的不断交替变换和适合的脉冲时间等条件作用而得到良好分离的方法。PFGE的分型能力极强，可区分菌株水平的差异，目前被全世界各个国家普遍使用。通过PFGE分型可以对细菌性传染病、食源性致病菌进行监测，同时可以进行分子流行病学的调查，但是操作较为繁琐，需要较高的实验技能方可掌握。　　在全基因组测序技术方面，曾静介绍说，该技术可以对菌株进行最为有效的分型，即使是16S差异不大的菌株，也可以通过分布在整个基因组上的单核苷酸多态性位点(SNP)进行区分，是目前分型能力最为强大的技术之一。全基因组测序用于微生物鉴定工作的主要障碍在于使用成本高和专业的数据分析。　　最后，曾静提到，对于检验检疫工作来说，需要根据实际情况选择合适的微生物鉴定方法。同时，为了更快速、更准确的确认病原微生物，可能需要几种鉴定方法联合使用，例如可以先利用质谱鉴定速度快的优势迅速判断致病菌，然后再利用分子生物学的手段进行分型和流行病学的调查。编辑：张葳

现行国家标准《红木》GB/T 18107-2000，其中被诟病最多的一点就是材质鉴定上的不够精确。由于鉴定技术的制约，全世界在树种鉴定上鉴定到&ldquo 种&rdquo 的准确性尚不足，所以有规定，鉴定机构对于红木材质只出具到&ldquo 类&rdquo 的报告。这就让一些不法商家钻了空子，利用这一点在同类木种间大做文章，同时，这也成为了《红木》国标始终被攻击的把柄。虽然目前红木的鉴定报告只能出具到类，但这并不代表目前我国的红木材质鉴定技术就只能鉴定到类。随着科技的发展，越来越多技术被运用在木材鉴定上，给鉴定结果的准确性提供了有力依据。笔者通过翻阅相关论文与文献，大致了解到目前红木材质鉴定技术的方法与研究方向。宏观识别与微观识别相结合《红木》GB/T 18107-2000中提到红木的识别和区分方法是：&ldquo 主要是以简便实用的宏观特征（如密度、结构、材色和纹理等）为依据，辅以必要的木材解剖特征来确定 其属种。本标准所依据正确定名的木材标本均保存在中国林业科学研究院木材工业研究所木材标本室。&rdquo 可见，宏观与微观相结合是传统的红木材质鉴定方法，也是 目前使用最广泛的方法。交趾黄檀实木横切面宏观识别是通过肉眼或放大镜，观察心边材、生长轮、导管、射线与轴向薄壁细胞的大小及排列方式等宏观解剖特征及表观特征，同时结合材色、纹理、结构、花纹、 气味、质量和硬度等进行综合判断；微观识别则是通过切片机将样本制成切片再置于光学显微镜下, 观察各类细胞与组织的形态与排列，与已经正确定名的木材标本的切片进行比对，确定木材类别。檀香紫檀木材微观构造照片宏观识别与微观识别相结合的方式需要识别者具有丰富的木材构造特征方面的专业知识，这种知识是建立在实践经验和科学基础上的。但是识别木材是一件复杂的事 情，即使是经验丰富的专家也会偶尔看错眼，因此会出现在两家不同的木材检测机构，同一样本检测出不同结果的现象，这种鉴定方式受人为的主观影响非常大。红外光谱分析技术红外光谱技术是利用物质对红外光区的能量的选择性吸收来进行定性和定量分析的方法，通常用于木材树种识别的是近红外光谱和中红外光谱。近红外光谱分析技术。近红外光谱处理技术，是对从样本表面采集的近红外光谱，经过一系列预处理，取样本的三分之二，采用软件独立建模分类（SIMCA）和偏 最小二乘判别分析（PLs&mdash DA）进行建模，对剩余的三分之一样本进行判别。由于各树种木材化学成分的相似性和差异性，同一类别木材的近红外光谱具有相近 的吸收峰和吸收强度，不同类别的木材则有明显不同之处。基于近红外光谱分析技术的木材树种分类效果明显，尤其对红木类木材的分类，与红木标准基本一致。4种红木的HPLC指纹图谱，LSHHT为卢氏黑黄檀，DFHHT为东非黑黄檀，DGZT为大果紫檀，YDZT为印度紫檀目前，国内外在近红外光谱分析技术上均取得不同进展。2003 年，日本专家利用近红外光谱分析技术识别了8 种木材，而我国近年来也开始进行研究。2007年，江泽慧、杨忠等人发表了《红木的近红外光谱识别技术》论文；2012年，江泽慧、杨忠等人又作了《红木 的近红外光谱分析》一文，在八类红木样本表面分别采集10条光谱用于红木的近红外光谱分析，利用相关方法可以将八类红木分成相应的类别，并能更直观地展现 八类红木的区别，这为红木的鉴定或识别提供新的方法和研究思路。2010年，中国林业科学研究院木材工业研究所已建立了20余种木材的近红外光谱数据库， 并申请了红木的近红外光谱识别方法的发明专利（20061014962310），但是该项技术还需更多的木材标本光谱数据，建立更有代表性的数学模型，加 速其商业化应用。中红外光谱分析技术。中红外光谱处理技术，主要是研究红 木样本的指纹图谱，选取特征吸收峰，计算有峰率和变异峰率等指标序列进行分析鉴别。在2012年张方达等人著的《基于红外光谱法的红木木材类区分与真伪鉴 别》论文中，其详细地阐述了如何利用中红外光谱，通过与杨木木质素的相关系数不同，对七类红木木材进行区分。同时对于两种珍贵的非红木类木材：榄仁木和亚 花梨木与外观相似的紫檀、黑酸枝、香枝木应用中红外光谱进行了客观、快速的真伪辨别。ZT、HL、HI、HO、WM、TW、JC和XZ分别代表《红木》国标中紫檀木、花梨木、香枝木、黑酸枝木、红酸枝木、乌木、条纹乌木和鸡翅木八类红木的近红外光谱除此外，还有如气相色谱&mdash 质朴联用技术（GC-MS）、高效液相色谱法和液相色谱（HPLC）&mdash 质谱联用技术等色谱指纹图谱方法，2012年沈明月等人的 《基于HPLC技术及模式识别方法鉴别四种红木》、2013年罗燕的《四种红木抽提物的FTIR与GC&mdash MS指纹图谱鉴别研究》都有提到用相关方法鉴别红 木种类。以上几类均为化学方法，有些方法已经可以鉴定到种，但是目前均处于研究阶段，还无法大规模推广和投入使用。DNA标记技术在《品牌红木》2014年3月刊上，中国林科院木材工业所研究员、中国林产工业协会红木分会秘书长殷亚方也撰文提到了DNA标记技术有望解决红木鉴定难题。 因木材树种和产地不同，其DNA也不同，是某种木材所特有的，对基因组序列差异的比较研究无疑为木材分类和鉴定提供了最本质的依据。2007 年，德国林业研究所已利用DNA 标记技术，成功进行了6种杨树木材的识别。目前，国内DNA分子标记技术应用于活体树木鉴定的技术已经成熟，然而，从经过长期存储、高温干燥或机械加工等 一系列处理后的木材以及成品家具木材中却难以提取高质量的DNA，因为木材组织中的DNA已经发生严重降解。经过研究人员的不懈努力，目前从干燥和加工后 的木材树种中提取DNA 的技术已有突破。中国林科院木材工业所的木材DNA识别新技术实验室已初步建立，并正在建立木材DNA 标记信息数据库。但是实现DNA 标记技术的商业化运用，还需要各国科技工作者进行大量的科学试验， 以得到更多重要树种和木材的DNA 标记信息及相关的数据库。此外，利用稳定同位素分析技术有望鉴别红木原产地。届时，红木不仅可以鉴定到种还可以鉴定原产地，让红木信息更透明化。结语目前，宏观识别与微观识别相结合的方式还是鉴定红木材质最常见、最具可操作性的方式，中国林科院也在不断完善红木树种木材标本。据笔者从最新的《红木》国标 征集意见稿中发现，其已经在草案中，补充完整了《红木》GB/T 18107-2000标准中原来没有的毛药乌木、白花崖豆木的三切面显微结构照片，让检测更有据可依。诚然，如红外光谱分析技术等化学方法以及如DNA标记技术等遗传学方法因为需要更专业的设备以及更专业的操作人员，再加上技术还不够成熟、投入的成本过高等 因素，多数还处于研究阶段，无法实现普及。但是我们也不难看到，这些方法客观、高效，鉴定结果受人为因素影响更小，也更准确，发展前景可观。就像我们想不 到短短几年时间，智能触屏手机快速地淘汰了键盘手机占据我们的生活一样，随着日新月异的科技发展，也许用不了多久，红木材质就能轻松鉴定到种，更简单、成 本更低的技术被运用到材质鉴定中，让红木可以名正言顺、明码标价地进行买卖。(原标题：木材鉴定技术知多少)

2022年7月17日，中国仪器仪表学会组织由清华大学王雪教授、中国计量大学李东升教授、中国科学院大连化学物理研究所耿旭辉教授、南京理工大学卞雷祥教授、北京信息科技大学祝连庆教授、宁波大学闻路红教授、渤海大学刘贺教授等多位行业专家组成的鉴定委员会，主持召开了由江南大学和我司完成的“磁场生化技术及仪器设备”科技成果的鉴定会（视频会议）。经质询和答疑，鉴定委员会一致认为该项目技术综合性能达到国际先进水平，其中在磁场与标量物理场相结合的生物协同效应强化生化效果方面达到了国际领先水平。鉴定委员会一致同意“磁场生化技术及仪器设备” 项目通过鉴定。