非線性化學指紋圖譜智慧型檢測儀

非線性化學指紋圖譜智慧型檢測儀是對食品與藥品真假鑑別進行檢測必不可少的儀器設備。

引子——直觀圖與非線性化學指紋圖譜

世間萬物，不管是已經消亡的，還是現今存在著的，抑或將來出現的新物種，它們都有

各自的固有屬性。這些屬性源於基因，體現在個體的每一個細節上，指紋作為高等靈長類生物具有代表性的特徵，就是這些屬性中的一種。指紋宣告了每一個個體存在的理由，因為至今為止沒有發現兩枚一模一樣的指紋，除非這兩枚指紋是同一隻手指的。事實上，不只是高等靈長類生物具有指紋特徵，世界上任何事物都具有一枚與其他生物不相同的“指紋”，而且也正式這種差異性宣告了其存在的價值。圖冊所示分別是人參、南沙參、牡丹皮、某品牌咖啡、某品牌綠茶、某品牌保健品進過“非線性化學指紋圖譜智慧型檢測儀”處理後生成的“指紋”圖譜。

非線性化學指紋圖譜智慧型檢測儀

“非線性化學指紋圖譜儀”是我公司與“中南大學”合作開發的，基於非線性化學檢測原理，可廣泛運用於食品與藥品加工、流通、監督、衛生監督、技術監督、工商管理等部門用來對食品與藥品原材料、半成品和成品進行真偽鑑別和質量評價，對生產過程進行標準化監控，對產品質量進行評價和標識；可對食品源進行真偽鑑別和質量優劣評價，而且也可用於高校及相關科研部門實驗室非線性化學信息和反應機理的研究，還可用於飲料和其它食用商品的真偽鑑別和質量評價。

該儀器為國家科技部【2009】598號科技計畫項目（《食品安全用非線性化學指紋圖譜檢測儀的開發與套用》，編號：2009GJD20033。）產品;；國家質檢總局科技計畫項目（《醬油與食醋非線性化學指紋圖譜真假鑑別方法的研究》，編號：2009QK308。)產品；湖南省發改委2009年省級產業研發項目（《非線性化學指紋圖譜智慧型分析儀》，項目文號：湘發改高技【2009】1405號。）產品。擁有兩項發明專利，分別為：1、《一種非線性化學指紋圖譜的測定方法》之發明專利，專利申請號：200910043545.X），專利公開號：CN101566609.A）;2、《非線性化學指紋圖譜分析儀》之發明專利，專利申請號：201010507522.2）。並且於於2009年6月2日通過了湖南省科學技術廳組織的由全國知名專家組成的專家委員會的成果鑑定，專家們一致認為本成果屬國內外原創技術，填補了國內外空白。

知識連結：“非線性化學現象”是化學波、化學振盪、化學湍流和化學斑圖等化學混沌現象的總稱；其特點是化學反應體系物質的濃度和化學信號呈現無特定規律的起伏變化。

什麼是“非線性化學指紋圖譜”

“非線化學指紋圖譜”是指基於化學湍流、化學振盪、化學斑圖和化學波等非線性化學現象和原理研究而得出的，具有更加明顯的特徵性的，且無固定周期的指紋圖譜。

非線性化學反應機理複雜，基元反應眾多，對外來化學物質十分敏感。許多微量化學物質，如微量元素、生物鹼、表面活性劑、有機酸、胺基酸、多酞、維生素、酶、激素、酮類、羥基和醚類化合物等，對非線性化學反應都有影響，表現為對反應體系的信號-時間關係曲線，如 E-t 曲線等的參數和形狀能產生很大的影響。不同樣本往往含有不同種類和數目的反應底物,將引發體系發生不同的非線性化學反應。即使是因含相同的反應底物而產生相同的非線性化學反應,但因不同樣本含有上述不同的微量乃至宏量化學物質,對同一非線性化學反應也將產生不同的影響。最終導致非線性化學反應E-t 曲線可量化參數和直觀形狀的改變。如基於一穩態體系獲得的指紋圖譜，該圖譜可看作樣本化學成分或活性物質的群集表征，利用其信息可從整體上分析該樣本的化學成分，從而對樣本進行鑑別或評價，故稱之為樣本的非線性化學指紋圖譜。

“非線性化學指紋圖譜”通常包含以下信息：最低電位、最高電位、平衡電位，反應始點、峰值時間、誘導時間、震盪周期、震盪壽命、最大振幅等信息。下圖為某品牌優酪乳非線性化學指紋圖譜。

某品牌優酪乳非線性化學指紋圖譜。

“非線性化學指紋圖譜儀”的工作原理

儀器的工作原理是：根據不同成分樣品對非線性化學反應機理的影響，引起非線性反應體系的電位E-時間t函式曲線的變化，構建出不同樣本的指紋圖譜，通過比較識別樣本的指紋圖譜對樣本進行鑑別。

研究人員就電化學指紋圖譜的原理、特點和用途等進行了詳細研究和討論，成功地提出了不同有機物樣本（如食品）電化學指紋圖譜的鑑別和評價技術；確定了若干種適用於食品與中藥指紋圖譜研究的反應重現性好、機理明確、基元反應複雜的非線性化學體系；形成了成熟的主要試劑方案；創新性地提出了非線性化學指紋圖譜鑑別和評價樣本的原理和方法；明確了基於選定非線性化學體系的有機物樣本如中藥和食品指紋圖譜的定性、定量信息及其特徵性、重現性和普適性，提出了相應指紋圖譜的解析和使用方法；突破了目前其它指紋圖譜技術對樣本的嚴格要求和煩瑣化學預處理的束縛，實現了樣本相似度的便捷判別。

儀器的工作原理正是基於以上研究發現，經過系統、細緻總結後形成的實踐中可操作性強的科學理論。

“非線性化學指紋圖譜儀”的誕生及意義

食品安全涉及廣大人民的身體健康與生命安全，一直是黨和政府關注的重點。近年來，各級政府均把確保食品的質量安全作為為人民民眾辦事實的重大事項之一，列入各級政府工作年度考核目標。

多年來，圍繞食品的質量安全，國內外廣大檢測儀器廠家先後開發了許多關於波譜和色譜等類型的檢測儀器，這些儀器均基於回響穩態或平衡態的物理和化學體系信號的原理來設計，儘管可用這些儀器測定複雜樣本的指紋圖譜，但套用上還是以樣本中特定成份檢測分析為主。到目前為止，國內外尚未開發出可廣泛用於複雜成分食品快速真偽鑑別的儀器，不能有效地扼制偽劣產品的漫延，嚴重影響了食品生產廠家、流通企業與廣大消費者權益，對人民的身體健康乃至生命安全造成嚴重的影響。因此，開發可快速鑑別食品真偽的檢測儀，是確保食品質量安全，確保廣大生產廠家、流通商業企業與廣大消費者的合法權益，確保人民身體健康與生命安全的必然選擇。

2008年，我公司與“中南大學國家化學實驗教學示範中心”、“中草藥現代化研究中心”共同研發食品安全用非線性化學指紋圖譜智慧型分析儀，並於2009年6月通過省級科技成果鑑定，鑑定專家委員會一致認定：該成果突破了目前其它指紋圖譜技術對樣本的嚴格要求和煩瑣化學預處理的束縛，實現了樣本相似度的便捷判別；該儀器能快速準確地實現對部分食品和藥品的質量鑑別和評價，社會效益顯著。該儀器填補了國內外空白。

半年多來，經過不斷對工藝技術路線進行完善，產品在省內經湖南省食品監督檢驗所等用戶使用表明：儀器性能穩定，測定的指紋圖譜重現性和特徵性很好，能快速準確地鑑別樣本真偽；配置的套用軟體，方便實用，直觀明了，功能多樣，人機界面友好；用這種儀器對食品或藥品進行真偽鑑別的誤判率可低至五千萬分之一。

食品安全涉及廣大人民民眾的身體健康與甚至生命安全。據有關部門統計:我國規模以上食品生產企業數萬個,另有小型與個體經營戶達數百萬戶,生產的產品達上萬種。由於生產廠家多、產品品種多、加上受設備條件與人員素質等多方面原因的影響，尤其是食品擁有保質期等多項規定，食品安全問題長期成為廣大民眾的關注焦點。非線性化學指紋圖譜分析儀的誕生，有利於確保我國食品安全與廣大人民的身體健康。

本產品的推廣與套用，將從根本上打擊了假冒偽劣食品，對於推動我國食品安全檢測儀器的發展，確保食品安全進而確保廣大人民身體健康，具有十分重要的作用，將為我國食品安全作出重要貢獻。