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Gegründet wurde das Kantonale Laboratorium Basel-Stadt vor über hundert Jahren im Jahre 1893 als eines der ersten Kantonalen Laboratorien der Schweiz. Im Laufe der Jahre hat es immer wieder Pionierarbeiten geleistet und Themen vorausschauend und frühzeitig aufgegriffen.
So initiierte das Kantonale Laboratorium Basel-Stadt bereits um 1970, mit der Aufdeckung von pestizidverunreinigten Lebensmittel, die Diskussion um den Einsatz von Pestiziden.
Beim Kernkraftwerk-Unfall vom 26. April 1986 in Tschernobyl war im Kantonalen Laboratorium Basel-Stadt die Fachkompetenz vorhanden, die es erlaubte, in kurzer Frist genügend Messkapazität bereitzustellen und einen Überblick über den Grad der radioaktiven Verunreinigung zu erstellen. Seither verfügt das Kantonale Laboratorium Basel-Stadt über ein krisengeschütztes Laboratorium.
Der Chemieunfall in Schweizerhalle am 1. November 1986 führte zum Aufbau einer neuen Abteilung: Die Kontrollstelle für Chemiesicherheit, Gift und Umwelt (KCGU) heute Kontrollstelle für Chemie- und Biosicherheit (KCB), welche die Überwachung der Chemie- und Biosicherheit zum Ziel hat.
Im Jahre 1995 gelang dem Kantonalen Labor Basel-Stadt der molekularbiologische Nachweis von gentechnisch veränderten Lebensmitteln.
Das Kantonale Labor Basel-Stadt ist führend in der Analytik von sensibilisierenden Stoffen, Konservierungsstoffen und Farbpigmenten in Kosmetika und Tätowiertinten.