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生物檢測技術論文實用13篇

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生物檢測技術論文

篇1

1.2生物技術分析法

生物技術分析法主要包括:免疫學法、放射性同位素示蹤法、生物鑒定法和量熱法等。免疫學法是利用蛋白質多肽抗原與相應抗體(單克隆或多克隆抗體)可以特異性識別結合的特點(結合比色法),借助顯微鏡觀察定位,對蛋白質多肽進行定性定量分析。常用免疫學方法有免疫熒光法和酶聯免疫吸附劑測定法。免疫熒光法:是將目標抗體標上熒光素,借助熒光顯微鏡進行抗原示蹤定位的檢測技術;酶聯免疫吸附劑測定法:又稱酶聯免疫法,或ELISA法,是在酶免疫技術基礎上發展起來的一種新興的免疫檢測方法,該方法是將可以催化底物發生顯色反應的酶進行標記,然后通過顯色進行分析檢測的一種前沿特殊試劑檢測方法。例如,動物血清蛋白藥物或動物性食品中農藥殘留的ELISA法建立等。而放射性同位素示蹤法則是將目標性分子或產物用放射性同位素標記(與內源物質區別),以研究目標分子或產物的體內分布、代謝行為。放射性同位素示蹤法和免疫學方法雖然能夠描述蛋白質多肽類藥物的體內動力學行為,但不能夠直接反映出蛋白質多肽類藥物的生物活性和穩定性。生物鑒定法和量熱法則分別依據生物藥物的特異性反應原理和放熱吸熱原理對藥物的生物活性和穩定性進行分析研究。例如,生物鑒定法利用組織或細胞對蛋白質多肽類藥物的某種特異反應,界定藥物是否具有生物活性,根據制劑-效應曲線對目標蛋白質多肽類藥物進行定性定量分析。量熱法則是通過測定樣品在受熱過程中的放熱和吸熱行為來研究樣品中各組分相互作用及狀態變化的一種方法,該方法多用于多肽的熱穩定和結構分析。

篇2

大自然非常神奇,各種各樣的生物都有。而在其中有些昆蟲會發出亮光,比如螢火蟲。其實不止螢火蟲等昆蟲,包括真菌、細菌等在內的許多生物也都可以發出亮光。這些細菌天生對土壤中的重金屬敏感,會根據重金屬的多少而發出強弱程度不同的光。只需要通過判斷其放射熒光的強度便可以對其所處環境的污染程度完成監測。較之常規監測方法,生物發光監測技術具有監測方便、快速、特異性強、靈敏度高等特點。

3生物酶技術

3.1處理功效高

生物酶技術利用微生物和酶結合,極大地提高了其處理污染的效率,較之通常的化學和生物方法,生物酶技術可對有機物進行快速降解,速度得到極大提升,是傳統方法的百倍。將生物酶技術應用到污染物之后,可迅速祛除污染物的臭味,同時也能對水質進行凈化處理,甚而降低COD、BOD5、氨、氮等的含量。這也是有些洗衣粉品牌在廣告語中強調酶含量的原因所在。

3.2適應性更廣

生物酶技術通過微生物和酶的結合,大幅度增加了微生物對環境的適應性,使得微生物可以在多種生存條件下得以生存并逐漸適應多種溫度和pH值范圍。如此一來,微生物便可以在低氧環境中也能有效發揮作用。

3.3更有針對性

生物酶技術現在擁有多個研究配方,甚至多達四十多種。可在不同領域、不同用途和不同的污染環境中廣泛使用;即使碰上處理不了的,也可根據具體治理對象的具體情況,專門研發出針對性的、最具效力的配方。

3.4治理成本最低

生物酶技術產品投入資本小,但治理效果卻十分顯著。無需花高價購買地皮建廠,也不必購置大型儀器,在綜合治理成本上有著明顯優勢,非常值得采用。

3.5純綠色環保

當今環保意識已逐漸滲透到每個人們的心中,綠色產品成為人們普遍關注的焦點。而生物酶技術產品由純天然菌種和酶復合后生成,在它的成分內既無轉基因,也不包含任何的化學物質,也自不會給環境造成二次污染,是一種生物技術在環境保護應用上非常值得大力推廣的環測方法。

4生物芯片技術

生物芯片技術起源于速測試試條發明后的次年,亦即1995年,通過這項技術,數以萬計的基因的表達情形都可以被自動且迅速地監測出來。依照固定于芯片上的探針種類的不同,生物芯片可分為基因芯片、蛋白芯片、細胞芯片以及組織芯片等。近日,國外的一個資深生物學家通過不斷研究,發明了一種新的,獨特的,可提供更多基因信息的組織芯片和細胞芯片。較之基因芯片或蛋白芯片,組織芯片可提供的信息更為龐雜,對于環境監測而言更為有用。因此許多環境科學家逐漸意識到了生物芯片技術的強大,并將之引入到環境科學研究中來。在科學技術較為發達的西方國家,他們基因學研究的新趨向便是基于生物芯片技術的環境基因學。作為科學技術稍顯落后的我國,在生物芯片研究上成果并不那么突出。好在國家自然基金委與科技部都對這項新興技術予以大力支持,并將之列入了前沿課題項目中,相信在不久的將來,我國的生物芯片技術也會取得非常成就。

5生物傳感器技術

電子科技技術研發的不斷深入、以及生物技術的研究的持續發力,使得生物傳感技術應運而生,并獲得人們的逐漸認可。它的特點在于高度集成化、微型化和自動化,能夠快而有效地幫助環境監測進行有害物質分析。不僅常被用于環境監測,在食品工業與生物醫藥領域也都應用廣泛。生物傳感器通常由轉換器和敏感材料(分子識別單元)倆個部分構成,其特點為:測定速度快、成本低、且操作簡便。相信在未來會被廣泛應用于環境監測中去,會大有所為。

篇3

湖南農業大學農產品安全與檢測技術課程群的設置是基于安全工程本科專業培養計劃,在保證公共基礎課、專業基礎課的前提下,根據學校實際情況開設體現學科優勢和行業背景的特色課程群。該課程群的建設從理論到實踐、從書本到科學前沿,比較完整地提供了一條特有的深入學習和掌握農產品安全與檢測技術技能的平臺[4-6]。農產品安全與檢測技術課程群依次由理論課程、實驗課程、實習課程和業余科研四部分組成。其中,理論課程包含專業必修課“農產品安全與檢測技術”和專業選修課“農業安全生產與管理”,作為農業大國,在掌握農產品安全與檢測技術的同時,學生獲得我國農業安全生產現狀及生產管理手段的知識信息是十分必要的,而“農產品安全生產與管理”正是針對我國農業發展現狀為學生開設的一門輔助課程;實驗課程為專業必修課“農產品安全與檢測技術綜合實驗”;實習課程由農產品安全與檢測技術綜合實驗、生產實習、畢業綜合實習組成;業余科研包含學生獨立自主申請科創實驗項目和學生依托教師科研項目兩大部分。

2實踐技術

從由淺入深、理論到實踐的技術角度分析,農產品安全與檢測技術課程群以農產品安全與檢測技術理論為基礎設置不同深度的實踐課程,針對不同層次,采用不同的實驗技術方法教學。實踐課程分為實驗課程、實習課程和業余科研3個層次。1)實驗課程為60學時的農產品安全與檢測技術綜合實驗,第5學期開課,實驗內容分成基本實驗操作訓練、農產品儀器分析檢測技術、微生物檢測基礎技術3個單元,設置了滴定法操作、樣品前處理、紫外/可見分光光度法、氣相/液相色譜法、原子吸收分光光度法、凱氏定氮法、微生物菌落測定在內的13個實驗內容[7],訓練學生針對農產品安全檢測技術的基本技能,培養學生的動手能力[8-9]。2)實習課程是1周的教學實習、3周的生產實習和12周的畢業實習,依次為第5、7、8學期開課。教學實習圍繞農業與農產品安全檢測的相關教學內容,實地參觀農產品生產基地、農產品輸送基地、農產品質量監測中心等機構,讓學生熟悉生產實踐流程。生產實習是安排學生到相關部門的工作崗位實習3周,進一步學習和鍛煉學生的實踐能力,培養學生實踐技能。畢業實習則是要求學生進入到實習機構,在實習指導老師的指導下,圍繞選題和開展12周的實驗,通過實踐完成畢業論文。3)業余科研分為自主性創新性實驗項目和依托性教師科研項目。與其他實踐課程不同,業余科研主要以希望進一步提升自身科研能力的學生為對象,不單獨設置課程時間,要求學生利用課余時間,自主選擇指導老師和課題方向。自主性創新實驗項目要求學生從課題選擇、項目申請書撰寫、申報立項、中期答辯、項目結題全程獨立完成,極大地鍛煉了學生的科研思維和科研能力。依托性教師科研項目,則是學生與指導老師雙向選擇,擇優參與到教師的科研項目中,并承擔一定量的科研任務。通過3個層次的鍛煉,學生從常規農產品安全與檢測技術基礎和經典檢測技術實驗,到生產實踐單位參觀、實習,再到獨立自主或參與性的完成相關項目,在農產品安全檢測技術方面的知識、技能、見解和實踐等方面都能得到極大的提升,有利于學生在畢業后更好、更快地融入工作和后期科研深造中。

3教學手段

為了實現農產品安全與檢測技術課程群的教學效果,建設“理論課—實驗課—企事業單位參觀、考察—科研項目”的完整過程和有深度的課程群,在教學過程中老師會針對不同過程采取不同的教學手段[10-12]。理論課以教師主講和學生單元討論的形式教學,閉卷考核。實驗課內容豐富,以計量認證標準教學,針對農產品樣品前處理、農藥殘留、重金屬污染、真菌毒素、固有有害成分等方面開設對應的檢測方法、手段和技術,以12個小組實驗+1個獨立考核實驗的形式教學,小組實驗要求將學生分成2人一組的固定小組,協作完成前12個內容的實驗,獨立實驗要求學生在規定的課程時間內單獨完成1個實驗,在此過程中考核學生的獨立思考和動手能力,實驗課總成績由小組實驗占60%和獨立實驗占40%組成。企事業單位參觀、考察,是在學生掌握了一定的理論基礎知識和實驗技能之后,進入農產品生產基地、運輸基地、省/市級地方農產品檢測部門機構進行短期的實地作業參觀和考察的教學手段,將理論課堂融入社會生產中,賦予學生對于農產品安全檢測技術更深層次的理解。這種教學模式以現場答疑和撰寫實習報告的形式進行考查。科研項目包含學生自主立項和參與教師團隊項目,分別由立項部門和指導教師單獨對參與學生進行開題、中期匯報、結題等形式的考核及反饋。

4農產品安全動態

篇4

一、教學中存在的問題

(一)傳統教學目的是使學生理解和掌握有關食品安全快速檢測理論知識,很多實驗是在為基礎化學和基礎生物學補課。以演示性、驗證性實驗為主,對學生動手能力、解決實際問題及在實踐操作中創新能力的培養缺乏足夠的重視,注重培養學生創新能力的綜合性、設計性、研究性實驗較少。課程設置大都以理論課為主干,把實驗課當成是理論課的附屬。單純理論和公式講授,學生在學習過程中容易產生難學、厭學情緒,一些學生為了拿學分而學習,不能從學習中享受到樂趣,學習態度不端正。

(二)需要提高學生實驗基本操作技能和分析數據的能力。由于學生沒有參與到實驗前期準備工作中,僅僅參與食品理化成分等的測定步驟,因此實驗基本操作技能訓練不完整,例如樣品處理、數據處理等。樣品的采集、制備、預處理及樣品的保存等重要內容成了學生的“弱項”。即便大部分學生都能夠順利地完成實驗操作,得到相應的實驗數據,但由于對數據處理方法不熟悉,誤差概念不明確,導致分析結果不可靠,很多學生做完實驗就算完成任務,從來不想為什么會得到實驗結果,與所學的理論內容有什么關系。

(三)實驗室的很多設備不能滿足實驗的需要。各專業之間、各學科之間儀器設備資源的共享問題還沒有解決。例如ATP熒光光度計、甲醇速測儀等快速檢測設備只能通過圖片、說明書和網絡知識了解,學生無法拿到這些儀器活學活用。

二、教學改革措施

(一)課堂教學改革措施。在課堂教學中,根據專業需要,對教材內容進行精簡,以基礎知識為主體,深入介紹,使學生對課程有一個完整的認識過程。教學中由淺入深、循序漸進,既注意層次分明,又注意知識的連貫性及實用性,使學生較好地把握教材內容,為后續課程的學習奠定堅實的理論基礎。

為強化教學效果,采取以下改革措施:1.在課堂教學中,采用講授、提問、答疑等多種教學方法。2.利用現代教學手段,利用先進設備及多媒體,針對課程的特點,按授課知識點制作《食品安全快速檢測技術》課件,或直接播放Flas、實驗錄像片,使理論知識形象生動,便于學生理解。3.授課時注重調動學生的學習主動性,培養學生獨立思考、分析和解決問題的能力。根據課程特點,開展課堂討論。主講教師根據所講內容列出討論題,所列的討論題目大部分是食品工廠或現實生活中涉及食品安全檢測的問題,對教學中的重點、難點及帶有研究、探討性的問題,讓學生查閱有關資料充分準備后再討論,然后教師對討論進行歸納總結。加強學生對食品試驗設計和數據處理的學習。教研室采取定期組織教師聽課,觀摩教學,在授課結束后,主講教師寫出總結材料,并對試卷進行卷面分析和考試總結,找出不足之處,提出整改措施。4.增加實驗課成績在總成績中的比例,期末試卷出一些實驗操作題,使學生牢固掌握實驗中的重點、難點,認識到實驗課的重要性。

(二)實踐教學改革措施。本課程是一門實踐性和應用性很強的課程,實踐教學環節極其重要。在實踐教學方面,本課程以自主性和創新性為原則,提高學生的實驗技能與動手能力。

1.加強實驗教學環節。實驗課開設的總體思路既注重基本技能及知識的掌握,又重視獨立工作和思考能力的培養。實驗課中,加強基本操作訓練,增加現代實驗技術內容,并同專業課相結合,開設綜合性、設計性實驗;實驗中堅持學生獨立操作,培養學生獨立思考的能力。

2.加強生產實踐環節,注重理論與實踐有機結合。讓學生進入葡萄酒廠、番茄醬廠、飲料公司、農產品檢測中心、疾病預防控制中心等各類企事業單位進行生產實習,親自參與食品生產和安全檢驗的全過程,使其認識到食品安全快速檢測知識對食品品質及食品企業經濟效益和聲譽的重要性,通過原料收購、生產加工、衛生檢測等具體環節強化學生對理論知識的把握,并使學生認識到食品安全快速檢測技術對企業的重要性。堅持教學、科研、生產相結合。實踐環節促使學生理解和掌握理論知識,鍛煉學生的動手能力,為學生今后順利完成畢業論文及盡快適應以后的科研與生產工作打下堅實的基礎。

3.在進行課堂教學和基礎性實踐教學的同時,輔以課外科研訓練。實行“基本技能訓練綜合性實驗設計性實驗在生產實習中加強對‘食品安全快速檢測’知識的理解與應用”的實踐教學模式。把科研與教學緊密結合起來,指導學生參加完成“大學生研究訓練計劃”和“大學生挑戰杯”論文。通過這些實踐性環節的實施,學生能夠較好地掌握食品安全快速檢測技術的基本原理和方法,強化創新思維和創新能力的培養。

(三)加強實驗室建設。不斷增添新儀器,提高教師的業務水平,對教師和實驗人員進行培訓,鼓勵教師利用豐富的科研經驗充實教學內容。《食品安全快速檢測技術》注重食品成分含量的測定和食品中有害物質及摻假物質檢測。我院購置了氣相色譜、液相色譜、氣質聯用、原子吸收、食品物性測試儀等先進設備,建立了中心實驗室,實現與其他學院儀器設備共享,促進大學與企業公共實驗平臺建設,使食品安全快速檢測基礎理論與實驗操作緊密結合。

本課程的教學改革要求學生對食品安全快速檢測技術有較全面、系統的了解和掌握,為學生畢業后走向食品研究、檢驗、生產及外貿等部門起到橋梁作用。通過對課程的不斷改革和完善,學生對這門課學習興趣更濃厚,學習態度有所改進,學習成績大幅度提高。

參考文獻:

[1]葉瑞洪.《食品理化檢驗與分析》課程教學改革嘗試[J].福建師范大學福清分校學報,2007,2:46-48.

[2]黃丹,劉達玉.對《食品理化檢驗》實驗教學改革的幾點思考[J].高教論壇,2006,5:108-109.

[3]胡偉光.工業分析與檢驗專業教學改革初探[J].遼寧高職學報,2005,7(3):50-52.

[4]丁建英,張根華,權英.《食品安全快速檢測技術》課程教學改革的探討[J].安徽農業科學,2010,38(30):17347-17348.

篇5

1.引言

翻譯雜交釋放(Hybrid-Release Translation , HRT)技術和翻譯雜交捕獲(Hybrid-ARrest Translation , HART)技術,是鑒定克隆基因翻譯產物的有效方法。兩種方法都利用純化的mRNA通過無細胞翻譯系統(cell-free translationsystem)直接合成蛋白質。細胞裂解物,可以來自于發芽的小麥種子中,或者來自于兔網狀細胞,都具有很強的合成蛋白的能力,含有蛋白質合成所必需的核糖體,tRNA和其他蛋白質合成所必需的分子。然后加入mRNA和必需的20種氨基酸,其中Met是35S標記的。mRNA被轉錄成放射性蛋白質的混合物,可以通過電泳分離,自顯影顯示出來。每一條帶都代表mRNA所翻譯的一種蛋白。

當有cDNA克隆存在時HRT和HART可以非常好的工作。在HRT中,首先將cDNA變性,結合到纖維素膜上或者尼龍膜上,加入mRNA樣品,能與cDNA雜交的特異mRNA保留在膜上,除去未結合的分子后,可以收集mRNA并加到細胞外系統中生物論文,這樣將產生cDNA編碼的特異的蛋白質。

HART的不同點在于,HART并不除去未雜交的分子,而是將整個膜轉入細胞外系統,雜交的mRNA不能直接翻譯,所以除此之外,所有的mRNA都翻譯。翻譯產物中缺失的蛋白可以進行鑒定中國知網論文數據庫。

2. 無細胞翻譯系統(Cell-Free Translation System)

實驗室中常用的無細胞翻譯系統是麥芽胚(germinating wheat seeds)提取物和兔網織紅細胞(rabbit reticulocyte cell)提取物,也有使用非洲爪蟾(Xenopus laeuis)卵母細胞體系的[1]。無細胞翻譯系統主要含有:

(1)核糖體;

(2)tRNA;

(3)20種氨基酸,其中一種帶有放射性標記(實驗室中也經常使用35S-甲硫氨酸<35S-methionine>),供放射自顯影檢測之用;

(4)控制蛋白質合成的相關因子。

無細胞翻譯系統主要有如下3點優越性:

(1)在無細胞翻譯系統中,蛋白質合成的活性極高。

無細胞翻譯系統就是一種人工制造的蛋白質“合成機器”, 其功能就是專門進行蛋白質的合成。相對于傳統的宿主菌翻譯系統而言,無細胞翻譯系統不用考慮宿主菌本身的生活能力,只需大量合成目的蛋白質即可,效率極高[2];

(2)專一性地翻譯目的基因的序列。

與(1)相同,無細胞翻譯系統不受到宿主菌的干擾。假設一重組子X,如果加入到無細胞翻譯系統中,則該系統只翻譯重組子上有限的核酸序列,便于對目的基因及其表達產物進行分析。相反,如果將重組子X導入某一受體細胞,則表達產物將包括重組子與宿主細胞兩方面的蛋白質,且后者將占絕大多數,給分析工作帶來極大的不便;

(3)加入了放射性標記的氨基酸,有利于對翻譯產物進行檢測;

作為基因工程研究的重要手段,無細胞翻譯系統的主要功能就是定向地合成所需蛋白質,并對其進行檢測。常在系統的氨基酸底物中添加一種帶有放射性標記的氨基酸,或者使用35S-甲硫氨酸(35S-methionine),便于翻譯后的檢測工作[3]。

3.HRT和HART

HRT和HART的技術思想是相同的,核心內容都是以目的基因的mRNA為操作對象,用放射自顯影的方法檢測其表達產物的有無,而其中的關鍵步驟,就是以目的基因為模板,獲得該基因的cDNA生物論文,在雜交檢測中作為探針使用。

在HRT中,目的基因與載體連接之后,將進行如下操作:

(1)將連接后的重組子加入到無細胞翻譯系統中,進行轉錄、表達,提取mRNA;

(2)從提取的mRNA中取出一部分,以目的基因為模板設計引物、以 mRNA為底物進行RT-PCR,獲得目的基因的cDNA;

(3)將cDNA固定在硝酸纖維素(nitrocellulose)或尼龍(nylon)膜上,作為雜交探針之用;

(4)將余下的RNA與上述cDNA混合、溫育,然后進行非特異性的洗脫,即通過控制洗脫反應的條件,將那些不與cDNA發生特異性雜交的RNA分子洗脫掉;

(5)轉變洗脫條件,進行特異性的洗脫;如果有mRNA分子與cDNA發生特異性的結合,則此mRNA將在這一步驟中被洗脫下來,并且此mRNA就是目的基因的轉錄產物;

(6)收集洗脫產物,加入到無細胞翻譯系統中,通過蛋白質電泳和放射自顯影(autoradiography)檢測表達產物。

顯而易見,由于使用了無細胞翻譯系統,去除了大量的、與檢測實驗無關的mRNA分子,所以HRT的實驗結果只有兩個:

(1)只有一條放射性條帶,即目的基因的最終表達產物。此結果表明:目的基因與載體成功連接并轉化、能夠在宿主菌中順利表達;

(2)沒有任何放射信號,檢測結果為空背景。此結果表明:目的基因可能與載體成功地連接并轉化,但不能順利地表達。

而對于HART而言,該方法中只有一點與HRT不同:在HRT中,最終要對目的基因的表達產物進行檢測;而在HART中,則是要對目的基因表達產物之外的蛋白質進行檢測,具體步驟為:

(1)將連接后的重組子加入到無細胞翻譯系統中,進行轉錄、表達,提取mRNA;

(2)從提取的RNA中取出一部分,以目的基因為模板設計引物、以RNA為底物進行RT-PCR,獲得目的基因的cDNA;

(3)余下的RNA再分成兩部分,其中一部分與上述cDNA探針雜交,進行非特異性的洗脫生物論文,并將洗脫產物回收,而棄去與cDNA探針發生特異性雜交的mRNA。換言之,洗脫產物中已經特異性地去除了由目的基因轉錄的mRNA。將洗脫產物加入到無細胞翻譯系統中進行表達,用蛋白質電泳和放射自顯影技術檢測其表達結果,記作結果-1;

(4)如(4)中所述,RNA分成兩部分之后,一部分用于雜交。與此同時,將另一部分RNA直接加入到無細胞翻譯系統中進行表達,用蛋白質電泳和放射自顯影技術檢測其表達結果,記作結果-2。

(5)結果-1和結果-2進行匹配,分析目的基因的轉化情況。

同樣,由于使用了無細胞表達系統,被檢測的蛋白質種類少,僅限于載體所承載的表達信息,便于分析結果。結果-1和結果-2的比較,可以出現兩種情況:

(1)結果-1僅僅比結果-2多一個條帶,說明此條帶就是目的基因的翻譯產物,則可以推斷轉化實驗是成功的;

(2)結果-1和結果-2完全相同,則至少說明目的基因不能順利表達,轉化實驗不成功中國知網論文數據庫。

以上是對HRT和HART總體技術思想的闡述。不難看出,HRT和HART的核心思想是完全相同的,不同的只是實現這一思想的具體方式[2]。在HRT中,是直接對目的基因的表達產物進行檢測;而在HART中,則是對目的基因表達產物之外的蛋白質進行檢測。圖-1概括了兩種方法的流程。從圖中可以看出,HRT和HART的結果是互補的、互為“陽性”和“陰性”的。

4. 使用HRT和HART方法的相關問題

HRT和HART技術是在蛋白質水平檢測重組子陽性克隆的方法,由于這兩種技術的檢測對象是目的基因的最終表達產物,故比起常見的藍白篩選、PCR等基因水平檢測技術而言,更直觀、更嚴謹、更有說服力[1]。但是,從基因工程整體操作流程上看,對于重組子的檢測只是其中的一部分,研究人員不可能將最主要的精力投入到檢測工作中。而從上述對于HRT和HART操作步驟的介紹來看,作為檢測手段生物論文,兩種方法都過于繁瑣,特別是頻繁涉及對mRNA的操作,要特別注意對mRNA降解的預防,實驗條件比較嚴格。

另外,雖然HRT和HART檢測的是表達產物,在這一點上確實比藍白篩選、PCR等基因水平檢測技術更具有優越性,但是,在實際的工作中,研究人員完全可以利用Southern雜交、Northern雜交以及Western雜交等分子雜交手段,在基因工程操作的最后一步——重組子的表達階段對蛋白質產物進行專門的檢測。而在實際工作中,配合藍白篩選、PCR等方法來使用,HRT和HART技術使檢測結果更加可信,達到一種“錦上添花”的效果。隨著技術的不斷完善,近來又在DNA水平檢測方法上有了新的突破-HCII第二代雜交檢測方法的問世,無疑是對雜交檢測方法的靈敏度的改善【4】。除此之外,檢測基因表達產物的方法還有cDNA微距陣雜交技術【5】,磁珠捕獲技術【6】,,多重核酸擴增熒光技術【7】,應用反向斑點雜交技術【8】等。

參考文獻:

[1]邱澤生主編.基因工程.北京:首都師范大學出版社,1993,125-128;

[2]T.A. Brown. Gene Cloning and DNA Analysis – An introduction.4th edition. US:Blackwell Science Ltd , 2002, 235-236;

[3]吳乃虎編著.基因工程原理.第2版.北京:科學出版社,2001,382-384;

[4]王秋偉,虞斌,許培箴.HPV DNA HCII檢測在宮頸病變篩查中的應用. 山東醫藥,2009,44-45

[5]胡吉,王宣春,沈燁.采用cDNA 微陣列雜交技術對垂體瘤基因表達譜的研究.復旦學報,2005,565-569

[6]王卉放,許化溪.磁珠捕獲技術在定量液相雜交中的應用.江蘇大學學報(醫學版)2003,285-288

[7]李晴,烏蘭娜等.多重核酸擴增熒光檢測技術在宮頸癌篩查中的效果評價.中國腫瘤,2009,315-318

篇6

隨著分子生物學的發展,對于生物大分子的檢測技術也在不斷的更新,針對核酸的檢測技術包括:Southernblot、Northernblot、熒光原位雜交(fluorescenceinsituhybridization,簡稱FISH)技術,定性聚合酶鏈式反應(PolymeraseChainReaction,簡稱PCR)、實時熒光定量PCR、一代測序技術及二代測序技術等;針對蛋白質的檢測技術包括:Westernblot、酶聯免疫吸附測定(EnzymeLinkedImmunosorbentAssay,簡稱ELISA)等。而精準醫學及個體化治療時代的到來,使得分子生物學的很多技術已經被越來越廣泛的應用到醫學的臨床診斷,如孕婦唐氏篩查(21、18、13-三體綜合征)、病毒感染分型及載量檢測、腫瘤放化療耐性基因檢測、靶向藥物基因檢測、代謝綜合征臨床用藥指導等。現代測序技術日臻完善,成本逐年降低,2014年6月30號,國家食品藥品監督管理總局審查通過了二代測序技術(測序儀及檢測試劑盒)用于胎兒染色體非整倍體(T21、T18、T13)檢測。2015年6月8日,國家發展和改革委員會(簡稱發改委)了《新興產業重大工程包》通知,新型健康技術惠民成為六大工程之一。首先,以遺傳性耳聾和唐氏綜合征等遺傳性疾病基因篩查為重點,推進基因檢測技術在遺傳性疾病、腫瘤、心腦血管疾病和感染性疾病等重大疾病防治上的應用,促進健康惠民[1]。其次,快速推進基因檢測技術在遺傳性疾病大規模篩查上的應用,探索基因檢測技術在個人基因組檢測、基因身份證等新領域的產業化應用[1]。分子生物學技術成為了臨床醫學診斷、用藥的支撐體系,伴隨著個體化治療理念的逐漸深入,需要大量的相關檢測技術人才。但是傳統的分子生物學教學并沒有把相關的理論及技術體系與醫學的實際應用有機的結合起來,造成了人才培養與實際需求的脫節,一方面生物學專業的本科畢業生面臨著找工作困難的窘境,另一方面醫學及相關檢測機構需要大量的檢測技術人員,但普通的生物學專業本科生達不到相關的要求。隨著畢業生就業壓力的增加,很多新生剛入學就面臨著就業的迷茫,不知道畢業以后能從事什么樣的工作,甚至很多有轉專業的想法。因此,在進行專業授課時,尤其是分子生物學的授課時,改變既定的教學模式,適應社會發展的潮流就變得尤為重要了。

三、分子生物學課程講授模式探索

分子生物學的內容抽象復雜、講解困難,學生不易理解,所以我們選用了RobertWeaver編著的《MolecularBiology》作為分子生物學教材,該書語言流暢、內容豐富、科學性強,通過實驗及結果分析得出相應的結論,易于理解;同時增加了學生的學習興趣,有利于培養學生的科學思維方式[2]。在我從事分子生物學教學時,在開課之前進行了問卷調查,結果顯示,超過60%的學生列舉不出分子生物學相關技術的實際應用,更不了解其在醫學領域的應用。課余時間跟學生交流時發現:很多學生對這門課沒有清楚的認識,只是為了考試而學習,學生呈現出的問題是不知道學完分子生物學能做什么?將來能從事什么行業?針對學生的困惑,我改變了既定的教學模式,利用第一、二節課對分子生物學的技術體系及發展趨勢進行概述,并且與實際的應用尤其是在醫學上的應用進行了結合,解讀了相關的法規、政策文件,使得學生對分子生物學有一個概括性的認識,增加學生學習的積極性。在講到相關的分子生物學技術時,會對該技術的現實應用或最新前沿動態進行延伸,增加學生學習的信心。對于復雜的技術體系或理論體系,采取制作直觀、生動的幻燈進行講解,易于學生理解和掌握。同時鼓勵學生課前預習,課后查閱相關資料,加深印象;并組織學生進行相關資料匯總、交流,在課堂上進行分組討論,不僅增加了學生的學習興趣,而且加深了認識。通過靈活的、理論聯系實際的教學方式,學生對分子生物學的學習興趣十分濃厚,積極性非常高,達到了預期的效果。但是在教學過程中也出現了一些問題,如分子生物學實驗課與理論課的脫節,實驗課提前完成,與理論學習沒有同步進行,削弱了學生對相關實驗的認識及理解。在講到相關技術原理時,問答過程顯示,大部分同學并不能把相關原理與所做實驗進行有機的聯系,沒有起到加深認知的作用。建議在以后的教學過程中,理論講授與實驗操作緊密配合,便于學生理解。

四、分子生物學教學改革的一些建議

結合分子診斷技術的臨床應用,對分子生物學的教學改革提出以下建議:(1)對于復雜的理論與技術體系,采用多媒體教學與板書相結合的方式,易于學生理解掌握。(2)掌握著名科學家研究過程中的一些典故,增加教學的故事性及趣味性,提高學生學習的興趣。(3)加強分子生物學相關技術與實際應用的聯系,增加學生學習的積極性。(4)傳遞分子生物學技術在臨床應用的相關政策、法規,增加學生就業的信心。(5)相關技術的理論講解與實驗緊密結合,增加學生的理解深度。(6)理論聯系實際,帶學生參觀醫院的檢測平臺及醫學檢測機構的平臺,使學生有更直觀的認識。(7)推薦學生到醫院及醫學檢測機構實習,完成畢業設計,不僅完成了畢業論文,而且使得學生提早接觸社會,提高適應社會的能力[3]。

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1.生物學試驗方法

生物學實驗方法也叫指示植物法,其原理是:檢測病毒在其鑒別寄主上產生穩定并具有特征性的癥狀或在其指示植物上快速出現感染癥狀,從而可以用來檢測出某種病毒或檢測出某種病毒的存在。在植物病毒的檢測上,指示植物法有其他方法所不能替代的地位。

生物學實驗方法的優點明顯,其操作簡單易行,成本低廉,通過摩擦或媒介昆蟲等方法進行接種,所需毒源材料很少。但這種方法周期較長,前期準備工作量較大。指示植物在不同的環境條件下,表現出的受感染的癥狀有差異;幾種病毒復合侵染時可能引起另-種癥狀,另外個別癥狀反應難以重復,鑒別不同的病毒時所需的指示植物也有不同。

2.電子顯微鏡技術

電子顯微鏡技術是通過觀察病毒顆粒形態、大小、結果、內含體組成形狀和亞結構等方面的特征來確定病毒的存在和種類。上世紀40年代以來建立的電子顯微鏡技術,經過不斷的改進和提高,己經成為了病毒檢測和鑒定的重要方法。目前較為重要的有負染色技術、超薄切片技術、免疫電鏡技術、放射自顯影技術等。

通常情況下植物病毒侵染寄主細胞后,常常引起-系列的細胞病理變化,如引起線粒體聚集、膜結構退化、出現大量液泡細胞壁增厚、胞間連絲結構的改變等現象。通過電鏡技術就可以直觀、快速、簡單的既觀察到病毒形態結構,又可以發現病毒侵染寄主后引起的細胞超微結構變化。

電鏡操作需要-定技能,工作量集中但不易太大。電鏡技術的檢測靈敏度與ELISA反應相似,但不如核酸雜交技術。同時,依據病毒粒體的大小,形態、彎曲程度等特征的判斷只能到科或屬,較難定性為某種病毒。電鏡的觀察只能作為一個初步判斷。此外,并不是每一種病毒侵染植物都會形成內含體等特殊結構。這些問題的存在都或多或少的制約了電鏡技術的廣泛應用。論文參考網。

3.免疫學方法

在現今的植物病毒檢測中,使用最廣泛的免疫學方法是酶聯免疫吸附測定。該方法是上世紀70年代在熒光抗體和組織化學基礎上發展起來的一種新的免疫測定技術,是一種相對吸附和免疫酶技術相結合的方法,將抗原和抗體包被在固相支持物上,使免疫反應在固體表面進行,并借助結合在抗體或抗原上酶與底物的反應所產生的顏色來進行檢測。它具有靈敏度高、特異性強、操作簡單、適合于測定大量樣品、對人體基本無害等諸多的優點。而且克服了常規血清學方法受病毒濃度、粒體形態和抗血清用量等因素的限制。但是ELISA方法檢測病毒也有它的局限性。有時血清學上相關的病毒卻在核酸序列上并不完全同源,甚至沒有同源性,從而會使ELISA鑒定反應時出現假陽性的現象。ELISA首先是用于人和動物的傳染病檢查,目前ELISA主要有雙抗體夾心法(DAS-ELISA),硝酸纖維素膜法(NCM-ELISA)和快速ELISA三種方法。

3.1雙抗體夾心法

這種方法是以聚苯乙烯塑料管或凝血滴定板為支持物,采用直接ELISA,基本步驟是先加入第-抗體,再-次加入病毒提取液、第二抗體、底物,所以叫做雙抗體夾心。

3.2硝酸纖維素膜法

硝酸纖維素膜法(NCM-ELISA)又稱Dot-ELISA,該方法是以NCM為固相載體,通常采用間接ELISA,基本步驟是先將待測樣品點在NCM膜上,然后依次加入抗病毒抗體、酶標第二抗體、底物。此法與常規法相比有很多優點,NCM對蛋白質有較高的親和力,提供蛋白質較大的結合表明,使檢測的靈敏度提高,而且反應產生鮮艷的色斑,形成強烈對比。NCM法測定所需的最低病毒量低于常規的ELISA的1000倍。研究表明Dot-EuSA比DAs-ELISA靈敏度高,而且經濟快捷、直觀、成本低,適合種薯生產中大量樣品的馬鈴薯病毒的定性檢測。

3.3快速酶聯免疫吸附法

常規ELISA中各步反應是在靜止狀態下進行的,快速ELISA中各步反應是在37℃下恒溫振搖狀態下進行的,抗體、抗原、酶標孵育時間相對縮短,此方法可比常規方法快3.5h。

4.分子生物學檢測方法

分子生物學檢測是通過病毒的核酸來檢測病毒,它比血清學方法的靈敏度要高,特異性強、檢測迅速、操作簡潔。目前應用較廣的分子生物學技術包括:聚合酶鏈式反應技術、核酸斑點雜交技術、雙鏈技術、基因芯片技術等。論文參考網。

4.1聚合酶鏈式反應(PCR)

聚合酶鏈式反應(PCR)是Mullis等人發明的-種體外快速擴增特定基因或序列的方法,經過變性-退火-延伸這一循環的反復進行,DNA擴增的數量呈指數增長。對于多數RNA病毒來說,則需要先將RNA基因在逆轉錄酶作用下合成互補的DNA然后再進行PCR擴增,這稱為RT-PeR。論文參考網。

RT-PCR技術與免疫學方法相比不需要制備抗體,檢測所需的毒源量也僅僅是其的1/1000倍,具有更加靈敏、快速、特異性更強等優勢。近年來成為病毒檢測和分子生物學科領域最為廣泛應用的技術。非特異性擴增是PCR反應原理上的缺陷,實驗中可能受到引物、模板等被污染的影響而出現假陽性。因此PCR方法并不是萬能或-定準確的檢測方式。

隨著科學技術的發展,基礎的RT-PCR技術衍生出了更為多樣化更符合檢測需要的技術,包括以下凡種:

(l)多重RT-PCR

此PCR反應體系中使用多對病毒特異性引物,同時擴增多種病毒各自不同的特定基因片段,且擴增片段間大小各不相同,再通過凝膠電泳檢測電泳帶的多少和大小即可辨別病毒的種類,實現對多種病毒的同時檢測。PRusso等、Singh等利用這種方法同時檢測了馬鈴薯卷葉病毒和馬鈴薯Y病毒。

(2)熒光競爭-RT-PCR

CF-RT-PCR技術中使用的各種病毒特異性引物分別采用不同的熒光染料標記,不同病毒的PCR產物釋放的熒光顏色不同,根據熒光顏色來判斷樣品中病毒的種類和大小。

(3)免疫捕獲

IC-RT-PCR檢測技術是免疫學技術和RT-PCR技術相結合建立起來的檢測技術。該技術不需要進行病毒RNA的抽提,操作更容易,并且在不破壞病毒粒體的情況下,既可實現病毒的檢測。這種方法為不具備病毒特異性抗體或采用免疫學技術很難檢測的病毒提供了一個可行的方法。

4.2 PCR反應的影響因素

PCR反應體系五要素分別是引物、酶、dNTP、模板和Mg2+;反應條件包括:變性、退火、延伸的溫度和時間,反應循環次數。理論上講,有助于PCR反應的措施都有助于檢測靈敏度的提高,如:增加Mg2+的濃度,增加TaqDNA酶的量,增加反應循環次數等。但這些因素的增加并不一定能產生理想的效果。Mg2+的濃度和TaqDNA酶的量過高可引起非特異性擴增,濃度過低則產物生成量又不足,不利于電泳觀察;PCR反應的循環次數-般選在30~40次之間,循環次數越多,非特異性產物的量亦隨之增多。另外,退火溫度的選擇是一個很重要的參數,合理的退火溫度在能產生大量的擴增產物的同時可大大減少引物和模板間的非特異性結合。

另外,PCR反應中因為極其微量的污染就可能造成假陽性的產生,所以應避免標本間的交叉污染、PCR試劑等的污染問題。

4.3 核酸斑點雜交技術

核酸斑點雜交技術是根據互補的核酸單鏈可以相互結合的原理,將-段核酸單鏈以某種方式加以標記,制成探針,與互補的待測病毒核酸雜交,帶有病毒原探針的雜交核酸能指示病原的存在。NASH包括以下步驟:樣品制備和膜的制備;樣品固定和預雜交;洗去剩余探針;放射自顯影。研究表明NASH檢測技術比ELISA法更靈敏可靠,適合大量樣品檢測,對病毒和類病毒的侵染診斷更佳,但其靈敏度和特異性不如RT-PeR。

4.4雙鏈RNA技術

研究發現含有RNA的植物病毒在復制時會產生RNA的復制中間型,即雙鏈RNA。雙鏈RNA在寄主體內存在穩定,可以利用-些物理、化學的方法分離出來,獲得純化的dsRNA。每一種RN.A病毒、類病毒在寄主內有特異的dsRNA,其遷移率、分子量、片段數均不同,而在健康植物組織中無大分子的dsRNA,故dsRNA經提純、電泳、染色后,在凝膠上所顯示的電泳圖譜可以檢測出病毒的類型和種類。此方法已用于-些病毒組,如馬鈴薯Y病毒組、煙草壞死病毒組、黃瓜花葉病毒組的分類研究。

4.5基因芯片技術

基因芯片是采用高速打印和光刻合成技術在硅玻璃或尼龍膜上制造陣列,樣品DNA/RNA通過PCR擴增和體外轉錄等技術滲入熒光標記分子,與微陣列雜交后通過熒光掃描儀掃描,及計算機分析即可獲得樣品中大量基因順序及表達的信息。基因芯片可以分為兩大類,-時原位合成,其適合于寡核昔酸;二是直接點樣,多用于大片段DNA。基因芯片技術目前還是很多不足,例如需要提高基因芯片特異性、簡化樣品制備和標記操作、增加信號檢測靈敏度等。

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基金項目:本文系教育部、財政部第六批高等學校特色專業建設項目(項目編號:TS1Z277)的研究成果。

中圖分類號:G642.0     文獻標識碼:A     文章編號:1007-0079(2012)05-0064-02

食品質量與安全專業于2002年正式被教育部批準為高校本科專業,是一個比較新的專業。“現代食品檢測技術”是食品質量與安全專業一門技術性和應用性很強的專業必修課程。它主要由食品分析和儀器分析兩大部分組成。它最突出的特點是依靠高新技術和設備,按照國家標準、行業標準、地方標準等技術標準,對食品原料、輔助材料、半成品以及成品的質量進行檢驗,以保證生產質量優良的產品;同時,幫助生產部門開發新的食品資源,試制新的優質產品,改革生產工藝,改進產品包裝和貯運技術等。因此,對于這門課程除了要求學生掌握食品檢測中的化學分析與儀器分析的基本原理外,還要求學生在實驗課中學會一些大型儀器設備的基本操作技能。鑒于該課程涉及的科學理論體系較多,實踐性較強,因此,在整個教學過程中我們注重理論聯系實際,對本課程理論和實驗教學兩方面做了一些探索性的改革,以強化學生的基本能力培養和基本技能訓練。

一、理論教學的改革

基礎理論知識是學好現代食品檢測技術的基礎,是畢業生持續發展的基礎,也是做好食品檢測工作的前提。[1]該課程理論教學信息量相對較大,教學時數(64學時)相對較少。在教學中我們科學安排教學內容,擴充應用知識,充分采用現代化教學手段(主要是用動畫和多媒體等教學來增加動感和形象思維)活躍課堂氣氛,增大教學信息量,以便于學生在有限的時間內獲取更多的知識。

1.針對專業特點選擇教學內容

食品質量與安全專業主要是從化學、食品科學、生物學等三方面對學生的知識和基本實踐技能進行培養。[2]從河北科技大學該專業學生的就業方向看,畢業后主要從事食品分析、動植物檢驗檢疫以及質量控制等方面的工作。這些工作中所涉及的檢測設備以紫外分光光度計、氣相色譜儀、高效液相色譜儀、原子吸收分光光度計等大型儀器設備為主。為此,結合專業特點,我們著重講授了這些相關設備等的原理、基本結構和實驗技術方法。對于那些在生產實踐中很少應用,并應用昂貴儀器的方法(如現代生物檢測技術、電子傳感檢測技術等),不作為授課的重點。[3]這樣就可以使學生把有限的精力投入到重點內容的學習中,為學生今后的就業奠定基礎。

2.課堂教學中不斷引入新內容,并加強專業英語術語的課堂導入

“現代食品檢測技術”是一門實用性很強的學科,其理論內容涉及到許多大型儀器設備的原理及應用等。由于分析技術及相應的儀器設備發展較快,教材內容難以做到及時更新,因此,我們在教學中不拘泥于現有教材,注重不斷引入最新內容,將分析技術的最新發展和應用引入教學內容,使學生能及時掌握新的科研發展的動態,拓寬知識面,掌握最新科技信息。讓學生更加了解“為什么要學,學了有何用?”這一關鍵問題,體現本課程的應用性特點,調動學生的學習積極性和學習興趣。[4]

目前,我國很多大型儀器設備仍然依賴于進口,鑒于大多數設備的操作界面均為英語版,所以,掌握一定的英語術語是必須的。為了讓學生掌握大型儀器設備分析和操作方法,我們在課堂教學中重視英語專業術語的自然導入,有意識地引導學生進行有關大型儀器分析設備英文文獻的閱讀訓練,使學生在不知不覺中掌握該設備涉及的英語詞匯、術語及相關的一些知識等,從而使教學形式、學生學習內容更多樣化,[5]并為后面的實驗教學奠定良好的基礎。

3.與實際案例相結合,激發學生學習的積極性和主動性

在教學過程中,我們積極引導學生把課堂所學的基本理論知識與當前的社會熱點事件有機結合起來,以提高學生的學習興趣。例如,2005年的蘇丹紅事件、2008 年的三聚氰胺事件、2011年的“瘦肉精”事件、“毒豆芽”事件等食品安全事件,對我國整個食品行業產生了嚴重的沖擊。我們在講授“現代食品檢測技術”課程時,圍繞食品中蘇丹紅、三聚氰胺、瘦肉精等的危害及相應的檢測方法進行相關知識的講解,從而激發學生的學習興趣,使他們更加明確學習本課程的目的。

4.豐富教學手段,增強理論教學的直觀性和應用

現代食品檢測技術涉及的分析儀器較多,并且大多數儀器價格昂貴,制作復雜,僅在少數高等學校和較大的科研單位才能見到。盡管近年來,科學技術的發展使一些儀器設備的體積越來越小型化,價格也越來越便宜,但高等學校中擁有的儀器設備仍然相對比較貧乏。[6]針對這種情況,為了配合教學,充分調動學生的積極性和創造性,我們開發了現代食品檢測技術的計算機輔助教學(CAI)課件。對于基本概念、基本理論等用動態循環字幕的方式給出;對于難理解的抽象理論使用動畫并加以輔助講解,力求做到直觀、具體,易于接受;對于儀器內部構造、工作原理及流程等采用實物影像資料或解剖圖表示,并輔以動畫和講解,能夠直觀、具體地反映儀器的結構和性能;對于儀器的應用,采用實例分析,并對儀器的應用范圍、樣品的要求做詳細的介紹。教師在課堂上可根據課程進度和內容,進入課件的相應部分,通過該課件中的多媒體信息,最大限度地展示教學內容,給學生耳目一新的感覺,使教學生動、有趣,激發學生學習的積極性和自覺性。另外,在實驗教學過程中,由于實驗設備不足、實驗條件達不到等因素的限制,致使一些實驗課開設不了。CAI課件的應用既彌補了這些方面的不足,又開闊了學生的視野。

二、實驗教學的改革

“現代食品檢測技術”是一門應用學科,它主要由理論教學和實驗教學兩大部分組成。學生通過基礎理論的學習,結合一定數量的實驗操作技能的訓練和強化,最終能達到借助資料和已掌握的實驗技能,從事食品分析檢驗工作的目的。在當今激烈的市場競爭環境中,大學生的動手能力、實驗技能和現場工作能力的培養至關重要。因此,“現代食品檢測技術實驗”在整個課程中的地位舉足輕重,這直接關系到學生能否在有限的時間內掌握更多、更扎實的實驗“真功夫”,能否經受住社會這個大“熔爐”的考驗等問題。經過近五年的教學實踐,我們對實驗教學亦進行了一些有益的改革和探索。

1.增加設計綜合實驗比重,鼓勵創新

在以往的實驗教學中,通常以“驗證型”實驗為主。實驗操作步驟均由實驗指導書給出,學生在實驗課上經過一番“驗證”后,交上一份實驗報告就算完成任務。這種教學方式對學生主動思考問題和解決問題能力的培養非常不利。為有效提高學生的學習興趣、自主研究能力,我們增加了許多“設計型”實驗。在實驗課開始前,我們先要全面動員,讓學生了解以后實驗的大體內容以及實驗的整體安排情況,讓他們知道哪些實驗是“驗證型”的,哪些實驗是“設計型”的,他們應該在哪些方面提前做準備等。

學生在完成“設計型”實驗方案設計時必須查閱資料,了解所測產品的性質,結合有關國家標準和法規等明確所測定的指標和使用的方法。對于運用大型儀器設備的項目,如果改變操作條件,學生應該充分論證并報告管理人員和實驗指導教師,在確認無危險無損害的前提下可以探索。例如,在做“食品中酸度的測定”這個實驗時,我們讓學生自行設計。學生所選取的實驗材料各不相同,有的學生要測定醋中的酸,有的學生要測定葡萄酒中的有機酸,還有的同學要測定飲料、乳品中的酸……所用的方法和設備也各不相同,有的學生要用酸度計,有的學生要用高效液相色譜儀,還有的學生想用酸堿滴定的方法等。為了保證實驗的順利進行,這要求實驗員和指導老師在學生交上“設計型”實驗方案后要立即著手準備。盡管“設計型”實驗無形中會增加教師的很多負擔,但是這種形式對培養學生的自主精神、創新意識及提高學生綜合運用知識的能力有良好的促進作用,為學生綜合能力的培養提供了空間和保證。甚至有的同學在完成了自己設計的實驗后會有一種成就感,這大大提高了他們學習這門課的興趣和信心。

2.抓好預習,改革實驗報告的書寫形式

預習是實驗教學中的一個關鍵環節。[7]我們要求學生在實驗前交上預習報告,由教師檢查預習報告并計入到最后成績之中。同時教師在講解實驗重點、關鍵步驟及注意事項時,通過提問等形式,檢查學生對實驗實際了解的情況,調動學生做預習報告的積極性,使他們在實驗前做到心中有數。實驗結束后,由教師檢查學生原始數據并簽名后,學生才能離開實驗室。學生在上交實驗報告時,必須附上有相關教師簽名的原始記錄數據。由于不同學生的原始記錄數據不同,這樣可有效地杜絕部分學生在課后抄襲他人實驗報告的情況。

3.結合最新研究成果,不斷更新實驗內容

隨著社會的發展,一些食品安全事件時有發生。我們在實驗教學方面也積極把實驗與社會熱點事件有機結合起來,及時更新實驗講義。例如,結合“染色饅頭”事件、蘇丹紅事件、三聚氰胺事件等,我們在“現代食品檢測技術”的實驗教學中安排了“食品中添加劑的測定”、“奶粉中假蛋白的測定”等實驗內容。2011年3月,衛生部正式公告,自2011年5月1日起,禁止在面粉生產中添加過氧化苯甲酰、過氧化鈣等增白劑。根據這種情況,我們根據國家頒布的檢測方法亦及時更新了實驗內容,并及時向學生做介紹,為他們零距離走向工作崗位做好充分準備。我們認為適當增加這類實驗不僅能夠使學生更好地適應食品檢驗技術發展的需要,而且能讓他們更及時了解本學科發展前沿的信息和技術,滿足社會的需求。

三、完善理論和實驗教學考核

“現代食品檢測技術”理論與實驗的考核打破了原有的“平時成績+考試成績”的模式。理論教學考核主要采用“學習心得論文+平時成績+筆試成績”的方法。筆試考試中減少死記硬背的內容,重點考查學生對基本知識的理解和對已學內容的靈活應用能力,其成績占總成績的70%;平時成績通過“考勤+課堂提問+作業完成情況”等進行評定,占總成績的20%;學習心得論文占總成績的10%。

實驗考核采用“平時成績+預習報告+實驗報告+實驗操作考核”相結合的方式。平時成績占35%,主要從學生在實驗過程中的表現等各個角度進行評價,同時加強教師在實驗過程中的巡視,以便對學生能達到客觀評價。預習報告占15%,主要看學生的預習報告是否完整,對實驗中可能發生的問題是否進行了認真的思考。實驗報告占20%,從側面來評價學生分析問題和解決問題的能力。實驗操作考核占30%,所考題目由學生抽紙條決定。盡管這部分所占比例不大,但如果學生操作不及格,則實驗部分被判定不及格。通過全面考核學生,給他們較客觀、公正的成績,讓他們真正掌握實驗技能,達到教書育人、提高教學質量的目的。

四、結束語

當前食品安全問題越來越受到人們的關注,社會對食品檢測工作的重視前所未有。“現代食品檢測技術”在食品科學的研究中是不可缺少的手段。尤其在食品加工、食品安全性評價及新產品的開發等方面起著“眼睛”的作用。它對保證食品質量,監督各部門各企業在食品安全方面嚴格把關起了重大作用。為了能培養出更多能及時適應今后食品安全檢測發展需要的高級專門人才,我們在教學過程中充分運用各種教學方法和手段,不斷補充新知識,強化操作技能,不但提高了教學質量,而且提高了學生們學習的積極性和興趣。

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一、建設高水平教學團隊

教師是教學的核心力量,沒有高水平的教師隊伍,就沒有高質量的教學效果。食品安全快速檢測技術課程內容涉及面廣泛,不僅涉及理化檢驗,還涉及免疫學、生物技術、微生物學等內容。為了提高本課程教學質量,建立課程教學團隊,探索輪講和共講的課程教學模式。如講到膠體金法快速檢測部分內容時,讓講解食品免疫學導論的老師給學生講解,該老師博士課題就是膠體金試紙條的制備,因此相關知識由他講解,不僅講得很透徹,而且給學生講解了很多前沿知識,拓寬了學生的知識面。在涉及轉基因食品的快速檢測時,讓講解食品生物技術的老師上課,該老師博士研究的就是基因重組方面的相關課題。通過采用這種輪講和共講的課程教學模式,教學質量大大提高,因為每個老師都有自己的專長,因此相關知識講解得就更透徹、精彩,學生普遍反映良好,評價每次理論課就是一場精彩的專業報告。

二、優化理論教學內容

(一)根據專業特點,合理安排理論教學。

教學內容要反映教學活動中傳授的知識和技能的范圍和性質,是開展教學活動的主要依據。傳統的教學以內容專、深、細為主,對知識的細節陳述占據了大量的課堂教學時間,信息量少,結論、說明、講解都是現成的,學生被動地聽講和記憶,很少預習、思考、評判和創新。目前,課程內容是根據課程特點,結合本專業人才培養目標、崗位工作任務、企業專家意見和行業企業發展需要,圍繞學生就業的工作崗位及崗位所需要的知識、能力、素質要求進行分析后確定的。河南科技學院開設食品安全快速檢測技術課程的專業是食品質量與安全。食品質量與安全專業的理論課為32學時,實驗課為16學時,為了處理好“學時少”與“內容多”之間的矛盾,保證學生能更好地掌握課程的內容,教學需從實際出發,突出重點,借助各種教學手段,采用靈活多樣的教學方法,保證完成教學任務。由于食品質量與安全專業學生學過食品分析的理論課程,因此我通過查閱教學大綱、以前筆記和咨詢食品分析老師的方式,了解學生學過的內容,對學過的內容不再講解,避免重復,重點講述新內容。例如,對學生接觸過的食品中營養成分的測定、有毒有害物質的常規測定方法,以及檢驗技術的基本知識等內容,課上將不再贅述。對學生沒有接觸的各類食品檢驗內容,如毒素、微生物、轉基因、新鮮度的檢驗、摻雜摻假的檢驗等相關內容,相應增加教學時數,這樣既增強了課程的實用性和趣味性,又促進了學生對專業技能的掌握,為下一階段的實驗操作打下了良好的基礎。

(二)改進教學方法,強化教學效果。

在教學過程中,教學方法起著舉足輕重的作用。采用正確的教學方法,能促進教學目標的實現。運用傳統的教學方法,學生常常感到課程枯燥、難記憶,對課程內容不感興趣,而對于本科教學而言,培養大批高素質、具有創新能力的實用型人才是教學的最終目標,所以,對傳統的教學方法進行改革勢在必行。將以信息技術、多媒體技術為代表的現代科技引入教學領域,提高了教學方法的有效性和靈活性,促進了教學改革的深入進行。靈活運用多種教學方法,可更好地處理傳授知識、培養能力、提高素質三者的關系[2],具體做法如下:1.進行課前提問。課前利用幾分鐘時間進行提問,對上節主要內容進行回顧,同時引出新課的內容,這樣學生可以溫故知新,強化對知識的掌握,同時了解兩次課之間的聯系,有助于知識的融會貫通,強化學習效果。2.案例式啟發教學。授課時,結合實際案例,將食品安全問題引入教學過程。例如,講到黃曲霉毒素的快速檢測時引入毒大米事件,講到貝類毒素的快速檢測時引入廣東等地出現的織紋螺中毒事件,講到轉基因食品的快速檢測時引入轉基因大豆油,講到農藥殘留的快速檢測時,將海南的毒豆角事件聯系起來,介紹農藥的主要種類,以及農藥速測卡的基本原理及優缺點,使學生感覺到所講內容的重要性和實用性。在講到獸藥殘留的快速檢測時,引入“瘦肉精事件”,以及瘦肉精事件發生后,檢測部門普遍使用的檢測方法——金標免疫測定法,同時與日常的乙肝檢測等聯系起來,使學生對金標免疫試紙條的使用范圍有更多的了解。了解其測定原理和方法,同時與經典方法進行比較,了解其優缺點,最后將最新研究動向融于其中,拓寬學生的知識面,激發學生的學習興趣,活躍課堂氣氛,增強學生的參與意識。3.巧用多媒體教學。在教學中合理使用信息及多媒體技術加強學生的感性認識。如:通過流程圖、圖片等,增加課堂信息量,解決“學時少”與“內容多”之間的矛盾,對一些實驗條件無法達到,學生難以理解而操作要求又較高的實驗項目,使用多媒體教學法能夠顯示出其獨特的優勢。教學中播放膠體金的制備過程、金標免疫試紙條、免疫滲濾實驗、酶聯免疫實驗的視頻資料,這些生動、形象的示范和講解,讓學生一目了然,快速了解如何制備膠體金和免疫層析試紙條,如何自己制作免疫滲濾裝置,以及酶聯免疫每一步的操作方法和注意事項,以便他們更快地掌握教學難點和重點。4.增加課堂討論。在講解完有毒有害物質的快速檢測方法后,專門留一次課的課堂討論,讓學生針對目前所發生的食品安全事件,結合所講內容、查閱資料,自己設計出一種快速檢測方法。我發現,討論課程是學生表現最活躍、最喜歡上的,課堂上,學生展示做好的PPT,提出解決問題的方法,老師和其他同學可以進行評價和補充,學生踴躍發言,盡情享受解決問題的快樂,并能將所學知識真正用于解決實踐問題,達到學以致用的目的。

三、改進實驗教學內容與方法

(一)建立科學的實驗教學體系。

科學的食品快速檢驗實驗教學體系,要以實驗教學目標為依據,以學生實踐能力和創新能力培養為主線,把知識、技能與素質融為一體,由初級到高級、由簡單到復雜,分層次構建實驗教學體系[3]。實驗的整個體系包括基礎性驗證實驗、綜合性應用實驗、設計性研究實驗。選擇較好題材的實驗內容,按教學內容進行組合,單獨制訂實驗教學計劃和教學大綱,結合學校實驗室的具體情況列出實驗項目,實驗順序與理論教學內容相一致,每次理論課后,安排相關的實驗內容,使學生在實驗過程中加深對理論部分的理解,逐漸適應并掌握各項實驗技能,其中包括農藥殘留的快速檢測方法,化肥污染物硝酸鹽的快速檢測方法,獸藥殘留的快速檢測方法,病害肉的快速檢測方法,假冒偽劣食品的快速檢測方法,毒素的快速檢測方法等實驗內容。百聞不如一見,為了讓學生了解快速檢測的現狀,實驗中一些實驗器材購買的是市場上的快速檢測試劑盒,如毒素的快速檢測中購買的是酶聯免疫試劑盒,農藥的快速檢測購買的是農藥速測卡,獸藥快速檢測中購買瘦肉精金標免疫試紙條等。學生通過實驗,不僅了解了實驗的原理,而且認識了市場上的產品形式,對開闊視野、開拓思路具有積極的作用。

(二)充分利用實驗時間。

結合課程實驗特點,合理利用實驗時間。一些實驗項目在操作過程中學生需要等待的時間較長,為了充分利用寶貴的實驗課時,在實驗項目的間歇穿插其他內容或另一個項目,充分利用實驗時間。例如:測定農業殘留快速檢測時,除了速測卡外,給學生展示農殘快速檢測箱,在利用金標免疫法測定獸藥殘留方法時,利用樣品提取時間,給學生展示MIT商業試劑盒。在利用ELISA法測定黃曲霉毒素時,利用幾次培養等待的時間,給學生展示吊白塊快速檢測試劑盒,食鹽含碘量的快速檢測試劑盒,水溶性非食用色素快速檢測試劑盒等。這樣既能充分利用有限的學時,又能防止學生在實驗間隙無所事事,注意力不集中。

(三)實驗樣品多樣化。

實驗所用樣品盡可能從市場上購買與日常生活關系密切的食品。例如,在農藥殘留快速檢測時,從市場上購買容易出現問題的青菜、韭菜等樣品;在獸藥殘留的快速檢測實驗中,從學校附近的菜市場購買不同攤販的肉制品;在偽劣食品的快速檢測實驗時,從學校門口不同超市購買不同品牌的味精產品,讓學生檢驗其質量,看是否符合國家標準的要求,比一比哪個品牌好,采用這種形式極大地調動了學生的實驗積極性,增強了學生作為食品檢驗工作者的責任感。對食品快速檢測課程教學改革采取的一些有益嘗試,學生反應良好,普遍感到不僅學透了書本知識,而且與實際生產、生活緊密聯系,為以后的就業打下了堅實的基礎。

四、考核方法改革

傳統的課程考核方式是以期末成績為主,由于食品安全快速檢測技術課程是一門實踐性很強的課程,為了真正地反映學生對該門課的掌握程度,對課程進行考核時,把創新能力培養放在首位,著眼于學生知識素質能力的協調發展,改革課程考核和成績評價方式。改變單一的以期末考試為主的考核方式,增加課堂小組討論、代表發言、小論文,實操等分值,使課程的最終成績能真正反映學生的知識、能力、水平。

五、課程網站建設

食品安全快速檢測技術在食品檢測中發展迅速,網上資料也有很多,各種快速檢測方法層出不窮,為了讓學生對該門課程有更多的了解,在教學過程中我搜集了與課程相關的很多教學素材,并進行精選,建設和完善了課程網站,將網站建設作為課堂補充,方便學生自學。實踐證明,這給學生提供了一個增強師生互動的平臺,深受學生喜愛,效果良好。

新世紀對人才的素質提出了更高的要求,為此教育工作者必須改革舊的教育觀念,真正樹立與課程相適應的體現素質教育精神的教育觀念與方法,這樣才能滿足社會發展對人才的需求。

參考文獻:

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中圖分類號:G642?????文獻標識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)30-0052-02

隨著計算機輔助設計技術(CAD)、微機電系統(MEMS)技術、光纖技術和信息技術的發展,獲取各種信息的傳感器已經成為各個應用領域,特別是在自動檢測、自動控制系統中已成為不可缺少的重要技術工具,越來越成為信息社會賴以存在和發展的物質與技術基礎。因此,“傳感器與檢測技術”課程在河南工業大學自動化、電氣工程及自動化、應用物理等學科課程體系占據了非常重要的位置。

“傳感器與檢測技術”是一門集光、機、電于一體,綜合物理、化學、生物、材料、電子、電氣、計算機、機械等多學科技術于一體的工科電氣信息類專業的重要專業基礎課程。該課程具有以下特點:涉及內容多,除傳感器與檢測技術基礎知識外,還包括眾多電工參量、物理參量、機械參量、成分參量、熱工參量的檢測原理、方法與技術等內容;各章內容多學科交叉,涉及電學、磁學、光學、化學等學科;各章內容之間的聯系并不甚緊密,但都涉及上述多門前修課程的知識及這些知識的綜合應用等。[1]

由于該課程的以上特點,學生在學習該課程時,尤其開始時,通常感覺不適應、思維跟不上、枯燥、難以學好。為了更好地適應國民經濟建設對自動化、測控技術方面的人才需要,更好地發展學科課程建設,對該課程教學進行改革與實踐,提高課程的教學質量已勢在必行。

一、主要教學內容和特點

總體上,傳感器及檢測技術課程分為三部分內容:

第一部分:傳感器的基礎知識。了解傳感器特性指標,傳感器輸入輸出之間的關系,掌握分析傳感器靜特性和動特性的基本方法,在給定條件下熟悉計算穩定時間和工作頻率的方法以及傳感器的標定。主要了解傳感器及檢測技術的基本概念;傳感器特性及其標定;掌握檢測數據的處理及誤差分析的方法。

第二部分:各種常用傳感器的介紹。理解并掌握各種類型傳感器原理及應用知識,主要有電阻式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、磁電式傳感器、壓電式傳感器、光電式傳感器、熱電式傳感器。

第三部分:檢測技術的主要問題。了解檢測的感念、測量的方法、測量系統的組成和數據處理的一般方法。掌握傳感器的應用基礎、如何設計與構成檢測系統等內容。

理論教學中的難點主要有以下幾個方面:一是內容多,傳感器種類多、應用廣泛,原理復雜,對物理知識要求高,學生把握重點有困難;二是課程中傳感器以結構傳感器為主,有大量的傳感器結構圖形,對平面圖形學生理解有難度;三是傳感器是一門工程應用背景很強的課程,需要理論結合實際;四是接口電路復雜,對模擬電路等電學知識要求較高。

二、教學中采用的方法與手段

1.將先進的教學方法引入課堂,并以實際工程為背景,重點放在傳感器的應用上

根據每次講授內容,盡量講解符合內容的工程實際案例,以工程應用背景的案例激發學生的學習興趣,同時將案例的講授與相關實驗結合,在枯燥的理論教學過程中很好地融入了有趣的實驗過程,以提高學習效果;對講授的內容進行精心選擇,突出重點、難點,結合實際進行比較,刪除過時的內容,同時對有些內容安排學生自學,提高學生的自學能力。

2.“教、學、做”一體化教學模式

檢測技術是實踐性很強的課程。西方有一句名言:“聽過的我會忘記,看過的我能記得,做過的我才理解。”把大部分課程搬到實驗室講授,理論講解、動手實驗、交流討論交替進行,使學生將“知識”迅速轉化為“能力”,同時保證實踐性環節的順利開展。同時,采用實物實驗與理論實驗相結合的教學實驗方法,以提高實驗效果,利用自行研制的一些實際傳感器及放大電路輔助教學,在實踐中學習,使深奧的理論變得生動易懂,達到理論與實際相互補充、相互對應,調動和激發學生的學習積極性。

3.制作豐富多彩的多媒體課件,將科研成果引入課堂

由于檢測技術的發展迅速,再加上教材需要一定的出版周期,使教材內容滯后于學科發展。為彌補這方面的缺陷,在教學內容組織上采用以自行制作的多媒體課件為主、以書本教材為輔的形式。課件制作利用聲音、動畫、圖片等形式幫助學生更好地理解課程內容。在教學內容方面,把握重點、難點的同時積極了解新技術的動態,及時補充反映新的傳感技術的內容,力求使學生了解傳感器前沿發展。教學中盡可能插入新型傳感器產品的介紹以及一些科研經歷、科研成果和正在進行的科研項目。把相關科研成果在課堂上展示給學生,大大拓寬了學生視野,同時激發了學生的學習興趣,達到良好的教學效果。

三、注重實踐教學

1.利用現有的實驗室,開設相應的開放性設計實驗

傳感器與檢測技術作為一門實踐性很強的課程,實驗在課程教學中占有起重要作用。以實驗室豐富的實驗教學條件,配合教學的要求,安排多個學時的實驗。

但是畢竟課堂教學時間有限,為了讓學生更好地掌握常用傳感器的使用和標定方法以及接口電路的設計,同時還開設了相應的開放設計實驗。學生通過開放設計實驗的訓練能夠對傳感器有全面的認識,能獨立進行實驗數據讀取和實驗結果分析,加深對理論知識的理解和認識,也讓學生對傳感器的選擇、使用和接口電路特點有一定的認識。同時能夠獨立設計簡單的傳感器和接口電路,具有使用和分析傳感器的初步能力。

2.構建了新的實踐教學體系

本課程與實際應用聯系緊密。實踐教學是培養學生動手能力和創新思維能力的重要教學手段,也是積極響應學校應用型人才的培養目標總體辦學指導思想的一項重要內容。除了進行理論學習之外必須加強實踐環節,學生通過自己動手進行實驗操作,有助于牢固掌握傳感器與檢測技術的基本知識,同時可以加深對一些較為抽象的工作原理的理解,通過實驗進一步學習傳感器在工業測量控制中的實際應用。

在實驗內容的設置上,我們壓縮了驗證性實驗的教學時數,加大了綜合性、設計性和創新性實驗學時數;同時,開設了與本課程相關的4周創新性實踐課程,為本課程的連續性動手能力的培養打下了基礎;并設立基于本課程的開放性試驗,開放創新實驗室,給學生實踐動手能力的提高提供良好的環境和硬件平臺,同時積極鼓勵、支持和指導學生參加各類電子設計大賽。

3.學生科技創新和實踐創新與課程相輔相成

在學校各級領導的大力支持下,積極主動地多方爭取、創造條件,開展了一系列卓有成效的基于傳感器與檢測技術的大學生實踐與科技創新活動,并取得了良好的效果。通過這一系列的學生競賽活動,使學生利用傳感器來進行項目開發的能力和水平具有了很大的提高,具有了一定的設計開發能力,大大激發了學生對本課程學習的熱情,營造了本課程學習的良好氛圍。同時定期舉辦專題講座,了解學生學習及應用中存在的問題,并加以指導。鼓勵學生在日常生活中尋找課程設計題目,用傳感器與檢測技術解決實際問題,開闊了學生眼界,豐富了學生的知識,提高了學生的創新能力,形成了良好的師生互動的課外學習環境,得到了廣大師生的肯定。

4.科研項目與教學內容相結合

不斷的將科研成果、科研項目和教學成果引入教學,及時跟蹤傳感器與檢測技術的最新進展,把科研成果或項目中的具體問題與課程相關章節結合。例如,結合糧庫糧情監測系統講授溫度傳感器、濕度傳感器的原理;根據避障機器人的原理講授CCD圖像傳感器或超聲波傳感器原理;結合智能小車講授光電傳感器以及光電編碼盤等,如此不斷豐富教學內容,形成了獨特的教改發展之路。

積極將科研成果轉化為教學內容,引入課堂教學,讓學生了解科技發展前沿,幫助學生端正專業思想,激發學生的學習興趣。更重要的是促進了學生成人、成才,即教書又育人。并及時將科研成果轉化為教學內容,出版新的高校教材,發表相應的教改科技論文。

同時積極承擔國家級和省部級、校級科研基金項目,并將科研項目的一部分作為學生科技活動或畢業設計(論文)的實踐性課題,指導他們開展科學研究,提高學生的實踐能力、創新能力。

針對傳感器與檢測技術課程具有理論豐富、實踐性強等特點,河南工業大學電氣學院傳感器課程組廣大教師團結協作,近年來結合自動化技術發展的趨勢、根據不同授課對象的專業培養計劃廣泛吸收先進的教學經驗,積極整合優秀教改成果,成功地整合了該門課的課程體系,改革了教學內容和方法,形成了具有鮮明特色的教學體系,在課程建設上取得了一定成效。

參考文獻:

[1]蔣全勝,呂家云."傳感器與檢測技術“課程教學改革初探[J].巢湖學院學報,2009,(3):144-146.

[2]廖京盛.檢測技術課程教學改革探索.第七屆全國高等學校電氣工程及其自動化專業教學改革研討會,2010,7.

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1 計算機網絡安全存在的問題

1.1 計算機病毒較多

計算機病毒是一種人為編制的特殊程序代碼,可將自己附著在其他程序代碼上以便傳播,可自我復制、隱藏和潛伏,并帶有破壞數據、文件或系統的特殊功能。當前,計算機病毒是危害計算機網絡安全最普遍的一種方法,同時其危害是非常大的,尤其是一些通過網絡傳播的流行性病毒,這些病毒不僅危害性大,而且傳播速度非常快,傳播形式多樣,因此,要想徹底清除這些病毒是很困難的,因此,網絡安全存在著巨大的隱患。

1.2 盜用IP地址

盜用IP地址現象非常普遍,這不僅影響了網絡的正常運行,而且一般被盜用的地址權限都很高,因而也給用戶造成了較大的經濟損失。盜用IP地址就是指運用那些沒有經過授權的IP地址,從而使得通過網上資源或隱藏身份進行破壞網絡的行為的目的得以實現。目前,網絡上經常會發生盜用IP地址,這不僅嚴重侵害了合法使用網絡人員的合法權益,而且還導致網絡安全和網絡正常工作受到負面影響。

1.3 攻擊者對網絡進行非法訪問和破壞

網絡可分為內網和外網,網絡受到攻擊也分為來自外部的非法訪問和網絡攻擊以及來自內部的非法訪問和網絡攻擊。無論是哪種網絡攻擊都要經過三個步驟:搜集信息-目標的選擇、實施攻擊-上傳攻擊程序、下載用戶數據。

1.4 垃圾郵件和病毒郵件泛濫

電子郵件系統是辦公自動化系統的基本需求,隨著信息化的快速發展,郵件系統的功能和技術已經非常成熟,但是也避免不了垃圾郵件和病毒郵件的傳送。垃圾郵件和病毒郵件是全球問題,2011年初,俄羅斯在全球垃圾郵件市場上的份額增長了4%-5%。垃圾郵件和病毒郵件是破壞網絡營銷環境的罪魁之一,垃圾郵件影響了用戶網上購物的信心,從而進一步危害到了電子商務網站的發展。垃圾郵件和病毒郵件對人們的影響不僅表現在時間上,而且也影響了安全。垃圾郵件和病毒郵件占用了大量的網絡資源。使得正常的業務運作變得緩慢。另外,垃圾郵件與一些病毒和入侵等關系越來越密切,其已經成為黑客發動攻擊的重要平臺。

2 計算機網絡安全的防范策略

2.1 計算機病毒的安全與防范技術

在網絡環境下,防范計算機病毒僅采用單一的方法來進行已經無任何意義,要想徹底清除網絡病毒,必須選擇與網絡適合的全方位防病毒產品。如果對互聯網而言,除了需要網關的防病毒軟件,還必須對上網計算機的安全進行強化;如果在防范內部局域網病毒時需要一個具有服務器操作系統平臺的防病毒軟件,這是遠遠不夠的,還需要針對各種桌面操作系統的防病毒軟件;如果在網絡內部使用電子郵件進行信息交換時,為了識別出隱藏在電子郵件和附件中的病毒,還需要增加一套基于郵件服務器平臺的郵件防病毒軟件。由此可見,要想徹底的清除病毒,是需要使用全方位的防病毒產品進行配合。另外,在管理方面,要打擊盜版,因為盜版軟件很容易染上病毒,訪問可靠的網站,在下載電子郵件附件時要先進行病毒掃描,確保無病毒后進行下載,最重要的是要對數據庫數據隨時進行備份。

2.2 身份認證技術

系統對用戶身份證明的核查的過程就是身份認證,就是對用戶是否具有它所請求資源的存儲使用權進行查明。用戶向系統出示自己的身份證明的過程就是所謂的身份識別。一般情況下,將身份認證和身份識別統稱為身份認證。隨著黑客或木馬程序從網上截獲密碼的事件越來越多,用戶關鍵信息被竊情況越來越多,用戶已經越來越認識到身份認證這一技術的重要性。身份認證技術可以用于解決用戶的物理身份和數字身份的一致性問題,給其他安全技術提供權限管理的依據。對于身份認證系統而言,合法用戶的身份是否易于被其他人冒充,這是最重要的技術指標。用戶身份如果被其他不法分子冒充,不僅會對合法用戶的利益產生損害,而且還會對其他用戶的利益甚至整個系統都產生危害。由此可知,身份認證不僅是授權控制的基礎,而且還是整個信息安全體系的基礎。身份認證技術有以下幾種:基于口令的認證技術、給予密鑰的認證鑒別技術、基于智能卡和智能密碼鑰匙 (UsBKEY)的認證技術、基于生物特征識別的認證技術。對于生物識別技術而言,其核心就是如何獲取這些生物特征,并將之轉換為數字信息、存儲于計算機中,并且完成驗證與識別個人身份是需要利用可靠的匹配算法來進行的。

2.3 入侵檢測技術

入侵檢測就是對網絡入侵行為進行檢測,入侵檢測技術屬于一種積極主動地安全保護技術,它對內部攻擊、外部攻擊以及誤操作都提供了實時保護。入侵檢測一般采用誤用檢測技術和異常監測技術。1)誤用檢測技術。這種檢測技術是假設所有的入侵者的活動都能夠表達為征或模式,對已知的入侵行為進行分析并且把相應的特征模型建立出來,這樣就把對入侵行為的檢測變成對特征模型匹配的搜索,如果與已知的入侵特征匹配,就斷定是攻擊,否則,便不是。對已知的攻擊,誤用入侵檢測技術檢測準確度較高,但是對已知攻擊的變體或者是一些新型的攻擊的檢測準確度則不高。因此,要想保證系統檢測能力的完備性是需要不斷的升級模型才行。目前,在絕大多數的商業化入侵檢測系統中,基本上都是采用這種檢測技術構建。2)異常檢測技術。異常檢測技術假設所有入侵者活動都與正常用戶的活動不同,分析正常用戶的活動并且構建模型,把所有不同于正常模型的用戶活動狀態的數量統計出來,如果此活動與統計規律不相符,則表示可以是入侵行為。這種技術彌補了誤用檢測技術的不足,它能夠檢測到未知的入侵。但是,在許多環境中,建立正常用戶活動模式的特征輪廓以及對活動的異常性進行報警的閾值的確定都是比較困難的,另外,不是所有的非法入侵活動都在統計規律上表示異常。今后對入侵檢測技術的研究主要放在對異常監測技術方面。

另外,計算機網絡安全防范策略還包括一些被動防范策略。被動式防范策略主要包括隱藏IP地址、關閉端口、更換管理員賬戶等,本文只對以上三種進行分析。1)隱藏IP地址。在網絡安全方面,IP地址的作用是非常大的,如果IP地址被攻擊者盜用,他就可以向這個IP發動各種進攻。用服務器能夠實現IP地址的隱藏,服務器使用后,其他用戶只能對服務器IP地址進行探測,而根本檢測不到用戶的IP地址,也就是說,隱藏IP地址的目的實現了,用戶上網安全得到了很好的保護;2)關閉不必要的端口。一般情況下,黑客要想攻擊你的計算機,首先對你的計算機端口進行掃描,如果安裝了端口監視程序,這會有警告提示。另外,還可以通過關閉不必要的端口來解決此問題;3)更換管理員賬戶。管理員賬戶的權限最高,如果這個賬戶被攻擊,那么危害將會很大。而截獲管理員賬戶的密碼又是黑客入侵常用的手段之一,因此,要對管理員賬戶進行重新配置。

3 結束語

計算機網絡給人們帶來便捷的同時也帶了隱患,要想是計算機網絡發揮出其更大的作用,人們必須對這些隱患采取一定的措施來進行防止。引起計算機網絡安全問題的因素不同,所采取的防范策略也不同,因此,防范策略的實施和運用也不要盲目,否則不僅沒有緩解網絡安全問題,反而使得網絡安全問題更加嚴重,人們受到更大的危害。

參考文獻

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[2] 胡瑞卿,田杰榮.關于網絡安全防護的幾點思考[J].電腦知識與技術,2008(16).

[3] 王建軍,李世英.計算機網絡安全問題的分析與探討[J].赤峰學院學報:自然科學版,2009(1).

篇12

0.引言

隨著科學技術的迅猛發展和信息時代的到來,作為現代信息技術三大支柱技術之一的傳感器技術,已然成為監測和控制領域獲取物理信息的重要手段,在國民經濟建設中占據著極其重要的地位。比如,在工農業生產領域,工廠的自動流水生產線,全自動加工設備,許多智能化的檢測儀器設備,都大量地采用了各種各樣的傳感器;在礦產資源、海洋開發、生命科學、生物工程等領域傳感器的應用也是無處不在。可以說,沒有傳感器這個載體,任何先進的科學技術要實現這樣那樣的功能是不可能的。

1.光電傳感器及測控技術簡介

1.1基本概念

光電傳感器是以光電效應為基礎,是一種將光信號(紅外、可見及紫外光輻射)轉變成為電信號的器件。論文參考網。光電傳感器是在各種光電檢測系統中采用光電元件作為檢測元件的傳感器,它一般由光源、光學通路和光電元件三部分組成。

按光電元件(光學測控系統)輸出量性質可分二類,即模擬式光電傳感器和脈沖(開關)式光電傳感器。其中,模擬式光電傳感器是將被測量轉換成連續變化的光電流,它與被測量間呈單值關系,主要包括有透射(吸收)式、漫反射式、遮光式(光束阻檔)三大類型;脈沖(開關)式光電傳感器中,光電元件接收的光信號是斷續變化的,因此光電元件處于開關工作狀態,它輸出的光電流通常只有兩種穩定狀態的脈沖形式的信號,多用于光電計數和光電式轉速測量等場合。

光電檢測技術:是利用光電傳感器實現各類檢測。它將被測量的量轉化成光通量,再轉化成電量,并綜合利用信息傳送和處理技術,完成在線和自動測量。它具有高精度、高速度、遠距離和大量程、非接觸式檢測、壽命長、數字化和智能化的特點。

1.2光電傳感器工作原理

主要是把被測量的變化轉換成光信號的變化,然后借助光電元件進一步將光信號轉換成電信號,其物理基礎是光電效應。它是由于物體吸收到光子能量后產生的電效應,通常把光電效應分為三類:

1.2.1外光電效應

在光線作用下能使電子逸出物體表面的現象稱為外光電效應。基于該效應的光電器件有光電管、光電倍增管等。

1.2.2內光電效應

在光線作用下能使物體電阻率改變的稱為內光電效應,又稱光電導效應。基于該效應的光電器件有光敏電阻、光敏晶體管等。

1.2.3半導體光生伏特效應

在光線作用下能使物體產生一定方向電動勢的稱為半導體光生伏特效應。基于該效應的光電器件有光電池。

1.3光電傳感器特點

1.3.1 檢測距離長。

1.3.2 對檢測物體的限制少

由于以檢測物體的遮光和反射為檢測原理,所以都可以對金屬、玻璃、塑料、液體等幾乎所有物體進行檢測。

1.3.3 響應時間短

光本身為高速,并且傳感器的電路全都由電子零件構成,所以不包含機械工作時間,響應時間短。

1.3.4 分辨率高

能夠通過高級設計技術使投光光束集中在小光點上,或通過構成特殊的受光光學系統來實現高分辨率,也可進行微小物體檢測和高精度的位置檢測。

1.3.5可實現非接觸的檢測

可以無須機械性地接觸檢測物體實現檢測,因此不會對傳感器和檢測物體造成損傷,因此,傳感器能長期使用。

1.3.6可實現顏色辨別

通過檢測物體形成的光的反射率和吸收率,根據被投光的光線波長和檢測物體的顏色組合而有所差異。利用這個特性,可對檢測物體進行顏色的檢測。

1.3.7便于調整

在投射可視光的類型中,投光光束是眼睛可見的,便于對檢測物體的位置進行調整。

2.光電傳感器的研究應用

光電傳感器可用于檢測直接引起光量變化的非電量,如光強、光照度、輻射測溫、氣體成分分析等;也可用來檢測能轉換成光量變化的其他非電量,如零件直徑、表面粗糙度、應變、位移、振動、速度、加速度,以及物體的形狀、工作狀態的識別等。論文參考網。光電式傳感器具有非接觸、響應快、性能可靠等特點,因此在工業自動化裝置中獲得廣泛應用。近年來,新的光電器件不斷涌現,特別是CCD圖像傳感器的誕生,為光電傳感器的進一步應用開創了新的一頁。本文就光電傳感器最常見的應用實例來進一步說明。

2.1 在煙塵濁度監測儀上的應用

防止工業煙塵污染是環保的重要任務之一。為了消除工業煙塵污染,首先要知道煙塵排放量,因此必須對煙塵源進行監測、自動顯示和超標報警。煙道里的煙塵濁度是用通過光在煙道里傳輸過程中的變化大小來檢測的。如果煙道濁度增加,光源發出的光被煙塵顆粒的吸收和折射增加,到達光檢測器的光減少,因而光檢測器輸出信號的強弱便可反映煙道濁度的變化。

2.2 光電池在光電檢測和自動控制方面的應用

光電池作為光電探測使用時,其基本原理與光敏二極管相同,但它們的基本結構和制造工藝不完全相同。由于光電池工作時不需要外加電壓;光電轉換效率高,光譜范圍寬,頻率特性好,噪聲低等,它已廣泛地用于光電讀出、光電耦合、光柵測距、激光準直、電影還音、紫外光監視器和燃氣輪機的熄火保護裝置等。

2.3 CCD圖像傳感器(電荷耦合器件)的應用

CCD傳感器應用時是將不同光源與透鏡、鏡頭、光導纖維、濾光鏡及反射鏡等各種光學元件結合,應用了光、機、電和計算機相結合的高新技術,作為一種非常有效的非接觸檢測方法,CCD被廣泛用于在線檢測尺寸、位移、速度、定位和自動調焦等方面。

2.3.1 利用CCD測量幾何量,CCD誕生后,首先在工業檢測中制成測量長度的光電傳感器,物體通過物鏡在CCD光敏元上造成影像,CCD輸出的脈沖表征測量工件的尺寸或缺陷。

2.3.2 用于傳真技術,文字、圖象識別。例如用CCD識別集成電路焊點圖案,代替光點穿孔機的作用。論文參考網。

2.3.3 自動流水線裝置,機床、自動售貨機、自動監視裝置、指紋機。

2.3.4 CCD固態圖像傳感器作為攝像機或像敏器件,取代攝像裝置的光學掃描系統(電子束掃描),與其它攝像器件相比,尺寸小、價廉、工作電壓低、功耗小,且不需要高壓。

2.3.5 M2A攝影膠囊(Mouthanus),由發光二極管做光源,CCD做攝像機,每秒鐘兩次快門,信號發射到存儲器,存儲器取下后接入計算機將圖像進行下載。

2.3.6 CCD是數碼相機的電子眼,它革新了攝影術,現在光可以被電子化地記錄下來,取代了膠片。這一數字形式極大地方便了對圖像的處理和發送,”諾貝爾獎評選委員會稱贊說,“無論是我們大海中深邃之地,還是宇宙中的遙遠之處,它都能給我們帶來水晶般清晰的影像。”

2009年10月6日,瑞典皇家科學院在斯德哥爾摩宣布,將2009年諾貝爾物理學獎授予華人科學家高錕以及兩名美國科學家韋拉德-博伊爾(Willard Boyle)和喬治-史密斯(George Smith),以獎勵他們在光纖和半導體領域上的開創性研究。高錕的獲獎理由為——“在光學通信領域光在光纖中傳輸方面所取得的開創性成就”。兩位美國科學家的獲獎理由為——“發明了一種成像半導體電路,即CCD(電荷耦合器件)傳感器”。

3.結束語

光電傳感器及檢控技術兩者間的有效結合,提高了工農業領域、軍用器械等等領域的生產率,降低了生產成本。可以預見,隨著信息技術和自動化技術的快速發展,光電傳感器、微/ 納米光電測控技術等在國民經濟建設中將繼續得到越來越廣泛的應用。

【參考文獻】

[1] 彭軍.傳感器與檢測技術.西安:西安電子科技大學出版社,2003.

[2] 謝向花.光電傳感器檢測技術研究.中國科技信息,2005 年第7 期.

篇13

1、肉類食品安全

肉類食品安全是指剔除不可接受的損害風險的情況,在規范條件下,施以科學合理的生產方式生產出來的優質、安全的肉類食品。所謂“損害風險”指的是肉類食品對人類自身及社會 “潛在的傷害”,這里主要包括不安全的肉類食品可能導致人類出現中毒、致病、致殘甚至致命等等嚴重情形。肉類食品存在諸多的不安全因素,主要來自微生物性污染(包括沙門氏菌、葡萄球菌、大腸桿菌、肉毒梭菌等等)、化學性污染(包括農藥殘留、食品添加劑等等)、食品新技術及非法生產等等,其中微生物性污染是導致我國肉類食品不安全的重要因素。

2、我國肉類食品微生物安全現狀及其影響因素

我國是肉類食品的生產、加工、消費大國,肉類食品已經成為人民群眾餐飲中不可或缺的美味產品,消費者對于肉類食品需求意愿的逐步加強,帶動了肉類食品行業的相關產品的發展,使得我國的肉類食品企業行業規模不斷發展壯大。但是,我們同時也要注意和發現其中存在的一些問題:從事肉類食品加工的企業規模大小不一、生產技術水平高低不齊、質量的管理控制能力優劣參半等等原因都時刻要求肉類食品企業在關注產品銷量的同時,更要注重產品的質量安全,以確保取得消費者對本企業產品的認同,保證企業的健康穩步的發展。近年來,我國發生的豬鏈球菌中毒事件、高致病性H5N1型禽流感、瘦肉精事件、生蛆門事件、亞硝酸鹽嚴重超標、引起食源性疾病的微生物感染等肉類食品安全事件,致使肉類食品安全問題成為了群眾普遍關注的焦點問題。

污染我國肉類食品源頭的不安全因素很多,但在肉制品中食源性致病菌和各種病毒造成的微生物性污染最為嚴重。其中需要嚴格防控的微生物病原體主要包括沙門氏菌、李斯特氏菌、出血性大腸桿菌O157:H7、豬鏈球菌以及其他腸道致病菌。雖然,目前全世界范圍內對肉類食品安全的微生物性污染控制有了很大的發展,但其中一些病原體的變異等可能出現的狀況仍需要高度關注。長期以來,我國的食品衛生質量監督部門對肉類食品的檢查監督非常嚴格,但由于肉類食品的營養豐富,十分適合致病微生物的繁衍,加上微生物污染的傳播途徑很多且不容易被察覺發現,從而導致了肉類食品微生物安全事件的發生較為頻繁。概括來講,導致我國肉類食品微生物安全的影響因素主要有以下幾個方面:畜禽屠宰環節存在多次感染微生物的機會,微生物可通過多種途徑和傳播媒介對肉類表層造成污染。肉類食品的加工過程中常常會發生微生物交叉感染,導致肉制品中的菌群數量超標,容易滋生出病原菌,加速肉類食品的腐爛變質。肉類食品在流通環節中如果沒有完整的冷鏈體系和健全的檢測體系,就會造成微生物的二次污染,從而影響到肉類食品的安全。為了保證肉類食品的微生物安全,必須加強對微生物變異及未知病原體的觀察和研究,提高檢測和控制技術以應對有可能突發的肉類食品安全危害。

3、引起我國肉類食品安全事件的常見微生物

3.1 大腸桿菌

大腸桿菌,學名 “大腸埃希菌”, 屬腸道桿菌大類中的一種,經常存在于人和動物的腸道中,數量非常多,主要寄生于大腸內,是一種兩端鈍圓、能運動、無芽孢的革蘭氏陰性短桿菌。它是和我們的日常生活關系結合得比較密切的一類細菌,結構比較簡單、易于培養,也是生物學上十分重要的實驗材料之一。在正常情況下,大多數大腸桿菌是比較安分守己的,不會對人類的身體健康造成任何傷害,反之還能夠抵御其他致病菌的襲擊,幫助合成維生素B和K。只有當身體出現免疫力下降,腸道長期缺乏刺激等特殊情況時,這些大腸桿菌才會侵入人類體內一些部位,比如膽囊、尿道、膀胱等處,極易引起感染,導致出現胃痛、嘔吐、腹瀉和發熱等不適癥狀。因此,大部分大腸桿菌通常被看作機會型致病菌,可以經過帶菌人的手、食物和日常生活用品進行廣泛傳播,還可以經過空氣或者水源進行傳播,帶菌肉類食品也會由于生熟交叉污染、熟后污染或者加熱不夠徹底等引起一系列的中毒安全事件。

3.2 李斯特氏菌

李斯特氏菌是一種能夠促使人畜共同患病的病原菌,廣泛存在于自然環境中,屬于革蘭氏陽性菌類球型桿菌,能夠引起敗血癥、腦膜炎、心內膜炎、流產等病癥,對人類生命健康安全具有嚴重的威脅性。然而,通過加熱能夠消滅李斯特氏菌,高溫肉制品不會產生李斯特氏菌,不需加熱的即食類低溫肉制品必須控制李斯特氏菌的產生。經過實驗證實,肉類、蛋類、禽類、海產品、乳制品、蔬菜等等都是李斯特氏菌的感染源。在自然環境中時時處處都存在著李斯特氏菌,而且在大多數食品中也都能找到李斯特氏菌的蹤跡。因此,在肉類食品衛生安全微生物檢驗中,必須加以引起足夠重視。

3.3 沙門氏菌

沙門氏菌屬于腸桿菌科,是革蘭氏陰性腸道桿菌的一種。它天然存在于鳥類、哺乳類、爬行類和兩棲類動物的腸道內,帶菌率較高,是引起食物中毒的常見病原菌。沙門氏菌的主要傳播媒介是肉類產品、家禽和蛋奶類制品,感染主要是由這種病菌的血清型和食用者的身體狀況決定的,小孩、老人及免疫力低下的人群是受威脅最嚴重的。沙門氏菌感染食物的原因主要有:生熟食品未進行詳細分類而造成交叉性感染;病畜或者病禽的糞便污染了食物;帶菌者在生產食物的過程中污染了食物等等,都會導致發生不同程度的食物中毒安全事故。據統計,在全世界各國的細菌性食物中毒中,沙門氏菌引起的食物中毒往往名列榜首。

3.4 金黃色葡萄球菌

金黃色葡萄球菌是葡萄球菌屬中的一種典型病原菌,廣泛存在于空氣、水、灰塵以及人和動物的排泄物中,可致使許多食品受到感染,其引起的食物中毒感染幾率僅次于大腸桿菌。人畜化膿感染部位常常成為金黃色葡萄球菌的污染源,可造成局部化膿感染,甚至引發肺炎、心包炎、敗血癥、和膿毒癥等傳染疾病。金黃色葡萄球菌自身產生的毒素和侵襲性酶是決定其致病力強弱的主要因素,它可通過以下途徑污染食品:食品加工人員或銷售人員帶菌可造成食品污染;食品在加工前本身帶菌或在加工過程中受到了污染,產生了腸毒素,引起食物中毒;奶牛患化膿性乳腺炎或禽畜局部化膿時,對肉體其他部位的污染。

3.5 志賀氏菌

志賀氏菌和大腸桿菌都屬于腸桿菌科,其形態與一般腸道桿菌無明顯區別,為革蘭氏陰性桿菌,能分解葡萄糖,產酸不產氣。志賀氏菌在外界環境中的生存力比較差,一般在潮濕土壤中僅能存活34天,對高溫和化學消毒劑很敏感,很容易產生耐藥性。志賀氏菌在人員大量集中擁擠的地方和不衛生條件下能迅速傳播,常為食物爆發型或經水傳播病。它主要通過消化道途徑進行傳播,是引起細菌性痢疾的主要病原菌。

3.6 肉毒梭菌

肉毒梭菌屬于厭氧性梭狀芽胞桿菌屬,在厭氧情況下生長,在正常加熱溫度下存活,容易形成芽胞,芽胞比繁殖體寬,呈梭狀,新鮮培養基的革蘭氏染色為陽性,產生劇烈細菌外毒素,即肉毒毒素。這些肉毒霉素容易引起人和動物的肉類中毒,導致肉毒梭菌的致病性。肉毒梭菌廣泛存在于自然界中,是從土壤、水、蔬菜、肉奶制品、海洋沉積物、魚類腸道、蟹和貝類的腮和內臟中分離出來的,極易被人和動物所感染,引起腹瀉、嘔吐、頭腦眩暈、呼吸和吞咽困難等等癥狀,是致死性最高的病原體之一。肉毒梭菌常見于真空包裝的罐裝食品或半加工的食品中,一般通過高溫加熱殺死芽胞或者改變肉類食品的狀況抑制其產生肉毒毒素等來控制肉毒梭菌的擴散。

4、我國肉類食品中致病性微生物的檢測技術

4.1 食源性致病微生物的傳統檢測技術

食源性致病菌的傳統檢測方法包括微生物形態和培養特性評價,根據不同微生物在形態結構上的不同從而對微生物進行區別和鑒定,由于不同微生物在同種培養基中生長繁殖形成的菌落特征差異很大,而同種細菌的培養特征在同等條件下具有一定的穩定性,可以利用此點不同之處對不同微生物進行區別鑒定,微生物培養特性的觀察也是微生物檢驗鑒別中的重要組成內容。傳統檢測方法包括前制作標本、選擇性增菌、挑選單個可疑菌落、鏡檢以及血清學試驗等步驟,具有操作繁瑣、檢測周期長、工作量很大且得到的結果準確性較低等缺點。目前,人們在肉類食品微生物安全快速檢測技術上投入了大量的精力,主要有以下幾種方法進行對肉類食品中的致病性微生物進行檢測。

4.2 生物傳感技術

隨著生物工程及各種科學技術的快速發展、彼此間相互滲透、進而形成了生物傳感技術。目前, 主要用于食品毒素檢測的生物傳感是通過以表面等離子激元共振生物傳感技術應用為主的光學生物傳感器對肉類食品中的各種毒素進行檢測。表面等離子激元共振生物傳感器把受體固定在金屬膜上,利用信號識別顆粒譜峰對金屬膜表面上的電解質變化較為敏感的特性產生的表面等離子激元共振現象來檢測受體和液相配體之間特異性結合的情況。信號識別顆粒檢測存在有一些缺陷,如對特異的靶物質和金屬膜芯片表面其他樣本的非特異交叉反應物無法進行區分辨別;同時分析物質的種類個數少于四種;還有在受體發生點突變、功能活性變化或者是化學改變的時候,SRP無法將其與完整的分析物區分開來。雖然SRP檢測方法存在諸多缺陷,但它作為一種使用簡單、快速和行之有效的檢測技術方法在食品安全領域仍然得到了廣泛的推廣和使用。

4.3 基因芯片技術

基因芯片技術作為一項新型的生物技術誕生于二十世紀末,它的基本原理就是將各種基因寡核昔酸點樣于基因芯片表面,然后微生物樣品DNA經聚合酶鏈式反應擴增后制備成熒光標記探針,再通過其與芯片上的寡核昔酸點雜交,最后通過掃描儀定量和分析熒光分布模式來確定檢測樣品是否存在某些特異微生物。基因芯片技術理論上可以檢測各種介質當中的微生物,在一次實驗中檢出所有潛在的致病菌,也可以用同一張芯片檢測某一致病原的各種遺傳學指標,從而研究復雜微生物群落的基因表達情況。基因芯片技術與傳統的微生物檢測方法相比,具有特異性強、敏感性高、操作簡單便捷、一次實驗可以得出全部結果等優點,因而在致病原分析檢測方面有著良好的的未來發展前景。但是基因芯片技術也有著自身的一些缺點:基因芯片檢測對操作人員的專業技術水平要求較高,極大的限制了其普及應用;樣品制備和標記工作繁重、過程復雜,由于樣品放映過程中極易受到污染會影響信噪比的檢測情況;沒有統一的質量控制標準且需要專門的儀器設備,檢測費用昂貴,造成該項技術在國內很難推廣。

4.4多重PCR技術

多重PCR是在常規PCR基礎上發展起來的一種新型PCR擴增技術, 以其特異性強、靈敏度高和快速準確等優點在食品微生物檢測領域得以廣泛應用。多重聚合酶鏈式反應技術其工作原理與常規聚合酶鏈式反應技術相同,只是在同一反應體系中加入一對以上的特異性引物,如果存在與各引物對特異性互補的模板,則可同時在同一反應管中擴增出一條以上的目前的DN段,采用這一技術可同時檢測多種病原微生物。這種方法減少了操作步驟及試劑,保留了常規PCR的特異性與敏感性,具有高效性、系統性和經濟簡便性等特色,可以實現一次擴增的同時檢測多種微生物的目的。但是多重PCR技術存在擴增效率不高、敏感性偏低;出現引物干擾等缺點,有待進一步完善該項技術手段,從而在肉類食品微生物安全方面進行推廣和應用。

肉類食品的安全問題是各國政府和人民群眾關注的社會焦點問題之一,解決肉類食品安全問題,加快致病性微生物的控制檢測技術研究可以對食源性疾病的發生和傳播進行有效地預防與控制,還能避免全球范圍內食源性疾病的流行,促進世界各國在肉類食品微生物安全方面的技術交流和科研合作。世界各國通過建立健全肉類食品法規、加強肉類食品檢驗力度和提高肉類食品中致病性微生物的快速檢測技術來加強對肉類食品的安全監控,確保肉類食品的安全與出口貿易。

參考文獻:

[1]中華人民共和國衛生部.食品衛生微生物學檢驗.北京:中國標準出版社,2004

[2]王華,塔莉,耿建暖等.從微生物指標中看我國肉類食品安全狀況[J].中國環境管理干部學院學報,2008(1) :80-82

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