近年來(lái)，我國的食品安全突發(fā)事件層出不窮。而這些食品安全問(wèn)題大多源于食源性致病菌的污染和食品生產(chǎn)、加工過(guò)程中對農藥、獸藥、添加劑等的不科學(xué)使用，甚至是違用、濫用等違法、違規行為所致。要從根本上解決食品安全問(wèn)題，就必須對食品的生產(chǎn)、加工、流通和銷(xiāo)售等各環(huán)節實(shí)施全程管理和監控，食品安全快檢技術(shù)也就隨之應運而生。
“實(shí)驗室檢測方法和儀器很難及時(shí)、快速而全面的從各環(huán)節監控食品安全狀況，而快速、方便、準確、靈敏是食品安全快檢技術(shù)的最大優(yōu)勢�！敝袊鴻z驗檢疫科學(xué)研究院首席科學(xué)家鄒明強說(shuō)。
以前，檢測瘦肉精、三聚氰胺需要價(jià)值數百萬(wàn)元甚至上千萬(wàn)元的儀器設備，如今，一張價(jià)值幾元的檢測卡插在豬尿和牛奶中，幾分鐘就會(huì )顯示結果。一個(gè)粉筆盒大小的試劑盒，可以精確地檢測出食品中是否含有對人體有害的農獸藥殘留物及其含量……這就是食品安全快檢的“魔力”。
“以試劑盒、ELISA、PCR、納米生物技術(shù)、生物傳感技術(shù)、便攜式分析儀器等為代表的快速檢測、移動(dòng)檢測技術(shù)在中國食品安全保障體系中扮演著(zhù)重要的角色�！编u明強認為，其中生物傳感器技術(shù)具有快速、靈敏、特異、簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，在食品檢測領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。
近幾年，在鄒明強的帶領(lǐng)下，中國檢驗檢疫科學(xué)研究院研究團隊針對禽流感、甲型H1N1流感和瘦肉精等重大公共衛生安全事件迫切的檢測技術(shù)需求，基于微納生物傳感技術(shù)，以發(fā)展“既快又靈”的高效檢測技術(shù)為目標，通過(guò)原理創(chuàng )新和技術(shù)發(fā)明，構建了服務(wù)于食品和公共衛生安全保障的檢測方法系統。該項目榮獲2014年度北京市科學(xué)技術(shù)獎一等獎。
小小快檢用處大
據了解，食品質(zhì)量安全檢測方法有很多，包括現場(chǎng)檢測方法，實(shí)驗室定量檢測方法，以及確認方法等。從實(shí)驗室檢測來(lái)看，快速檢測方法其實(shí)是起到了有益的補充，這是由它自身的特點(diǎn)決定的。與傳統儀器方法相比，快檢技術(shù)快速、簡(jiǎn)單，可以測固體及液體樣品。而且快速檢測對配套的前處理設備要求不高，可以允許提取樣品中雜質(zhì)成分的存在，同時(shí)也就決定了其市場(chǎng)地位在篩選中的必須性，這樣可以與高檔的儀器進(jìn)行互補，以快速檢測方法進(jìn)行初篩，再用儀器方法進(jìn)行確證，從而構建效率和準確度均較高的檢測體系。
快速檢測的優(yōu)勢在于前端，直接性、時(shí)效性、現場(chǎng)感�？焖贆z測的形式是與生產(chǎn)現場(chǎng)、時(shí)間要求相結合，而傳統的實(shí)驗室檢測通常用時(shí)較長(cháng)，例如將產(chǎn)品送到第三方檢測中心進(jìn)行檢測，快則幾日，慢則一兩周，對于生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者來(lái)講，時(shí)間成本的損耗是巨大的。這就需要企業(yè)自身在生產(chǎn)初期、源頭位置對風(fēng)險加以把控。產(chǎn)品質(zhì)量安全需要依靠質(zhì)量管理與前端風(fēng)險排查、檢測，這樣才有可能在產(chǎn)品出廠(chǎng)前，最大程度保證其質(zhì)量安全。
構建“既快又靈”的檢測技術(shù)系統
據了解，現有快檢技術(shù)，主要為膠體金免疫層析法和酶聯(lián)免疫吸附法，雖然操作簡(jiǎn)便、成本低，但其靈敏度不夠高�！叭绻麖娬{靈敏準確，則難于實(shí)現便捷，存在‘靈而不快’問(wèn)題，導致安全因子發(fā)現不及時(shí)；若兼顧快速、高通量，則不宜實(shí)現靈敏可靠，存在‘快而不靈’問(wèn)題，導致誤檢和漏檢，留下安全隱患�！编u明強說(shuō)，“既靈敏又快速”的檢測技術(shù)成為亟待攻克的技術(shù)難題。
生物傳感器檢測技術(shù)系以識別元件（酶、抗體/抗原、核酸、標記材料等）為特異性載體而轉換為電、光、磁等信號實(shí)現檢測，為解決上述問(wèn)題提供了新興的技術(shù)途徑。
“針對我國食品和公共衛生安全檢測的更高要求，亟待開(kāi)展融合前沿微納米技術(shù)的現代生物傳感檢測技術(shù)攻關(guān)，大幅度提升檢測靈敏度、定量化、通量、多靶分型和同檢等分析性能，實(shí)現既快又靈檢測，提供高效、實(shí)用、便捷、可靠的快檢解決方案，破解‘檢不出’‘檢不準’‘檢不快’難題，為食品和公共衛生安全提供服務(wù)和技術(shù)支撐�！编u明強表示。
在鄒明強的帶領(lǐng)下，研發(fā)團隊通過(guò)研究納米金顆粒原位聚集效應，建立層析快檢卡通用增敏技術(shù)，開(kāi)發(fā)熒光膠乳定量試紙條及熒光檢測儀，解決“快而不靈”的問(wèn)題，實(shí)現高危病原“既快又準”檢測。
項目團隊提出了流式技術(shù)競爭式免疫分析新原理，發(fā)明了編碼微球及熒光探針試劑制備技術(shù)，開(kāi)發(fā)多種小分子同步檢測方法，解決“靈而不快”的問(wèn)題，實(shí)現多種農獸藥高通量篩檢，引入不確定度概念，保證檢測結果客觀(guān)、準確；闡明酶分子構象穩定機制，突破抗原決定簇類(lèi)結構修飾難題，建立酶活性保護技術(shù)與類(lèi)特異抗體制備技術(shù)，開(kāi)發(fā)類(lèi)檢試劑盒（卡），解決農獸藥類(lèi)檢穩定性及包容性難題，并開(kāi)發(fā)共軛濾光定量檢測器，實(shí)現層析快檢卡數字判讀；集成熒光探針、生物信號轉導等，建立分子馬達核酸分型傳感檢測技術(shù)，實(shí)現食源性病原菌多型同檢。
“由此我們構建了‘既快又靈’的檢測技術(shù)系統，成果應用實(shí)現標準化及產(chǎn)業(yè)化，為提升公共衛生安全應對能力提供檢測技術(shù)支持�！编u明強說(shuō)。
傳統檢測技術(shù)實(shí)現飛躍
“該項目綜合利用多項微納生物傳感技術(shù)，建立了系列高靈敏高通量檢測技術(shù)，在實(shí)現技術(shù)創(chuàng )新的同時(shí)也推動(dòng)了相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步�！编u明強說(shuō)。
首先，項目技術(shù)改善提升了傳統檢測技術(shù)水平，實(shí)現了傳統檢測技術(shù)的飛躍。膠體金免疫層析檢測技術(shù)具有簡(jiǎn)便快速、成本低等優(yōu)勢，現場(chǎng)檢測應用廣泛，但靈敏度低與不能定量檢測大大限制了它的應用范圍。該項目建立了納米金增敏技術(shù)，大幅度提高傳統膠體金檢測方法的靈敏度，在與禽流感國家標準檢測方法的比對測試中，準確度一致，靈敏度相當，增敏技術(shù)使膠體金檢測技術(shù)達到了定量PCR的水平，有效提高了疫病防控水平。
同時(shí)，項目研發(fā)團隊用熒光標記取代了傳統的金標記，實(shí)現了層析檢測的定量檢測，更加擴展了層析檢測技術(shù)的應用范圍，特別是通過(guò)目標物含量的多少來(lái)進(jìn)行的檢測�！斑@項技術(shù)使傳統免疫層析技術(shù)實(shí)現了靈敏度大幅提升與定量測定�！编u明強說(shuō)。
其次，該項目是多技術(shù)交叉融合，通過(guò)合力提升了技術(shù)水平。在流式熒光編碼微球檢測技術(shù)中，應用化學(xué)與材料技術(shù)合成了量子點(diǎn)等標記物，應用生物技術(shù)實(shí)現了目標物的準確捕獲，在檢測結果的判定中又引入了不確定度等統計學(xué)概念，使檢測結果更加客觀(guān)科學(xué)，幾種技術(shù)集合在一起形成的是具有多種優(yōu)點(diǎn)的檢測技術(shù)。
最后，根據應用需求，建立了點(diǎn)面結合的檢測技術(shù)。準確測定目標物是檢測技術(shù)的終極目標，而測定類(lèi)別也具有廣泛的實(shí)際需求。然而，目前廣泛使用的農殘酶抑制法快篩法，因酶試劑難于在通常條件下保存和運輸，制約了該法的應用可靠性。
“該項目發(fā)明了穩定貯藏酶試劑配方，有效保障了該方法的可靠性，提高了其應用價(jià)值，該方法一次可檢測涵蓋約300種高毒農藥�！编u明強說(shuō)。
據了解，該項目團隊圍繞快檢儀器、試劑（卡、盒）及方法構建了較為完整的快檢技術(shù)系統，獲國際專(zhuān)利授權1項，國家發(fā)明專(zhuān)利授權15項，軟件著(zhù)作權1項，制定國標3項，醫療器械注冊證6項，發(fā)表SCI論文35篇。項目禽流感層析傳感增敏技術(shù)經(jīng)第三方檢測機構驗證，與國標定量PCR法檢測結果一致且靈敏度相當；參加全國甲型H1N1流感雙盲雙測篩選名列第一；鑒定意見(jiàn)認為項目整體技術(shù)達到國際先進(jìn)水平。
“項目以需求為牽引，以應用為導向，利用微納生物傳感技術(shù)實(shí)現了檢測技術(shù)的突破，既推動(dòng)了檢測技術(shù)的進(jìn)步，也反饋促進(jìn)了微納生物傳感技術(shù)的發(fā)展�！编u明強說(shuō)。
項目成果開(kāi)花結果
如今，項目成果已廣泛用于甲型H1N1流感全國聯(lián)防聯(lián)控、國境檢驗檢疫、國家殘留監控計劃、北京奧運和上海世博會(huì )食品安全保障，大力促進(jìn)了我國應對公共衛生安全水平提升。
據了解，自2005年以來(lái)，項目團隊基于項目微納生物傳感原理開(kāi)發(fā)了系列快速檢測技術(shù)及產(chǎn)品，并積極進(jìn)行產(chǎn)品規�；a(chǎn)，開(kāi)拓產(chǎn)品市場(chǎng)，為科技成果轉化樹(shù)立了良好典范，陸續在我國出入境檢驗檢疫、農業(yè)、工商、質(zhì)監和衛生等200多個(gè)食品檢測機構和1000多家企業(yè)得到廣泛應用，出口至20多個(gè)國家或地區。
北京勤邦生物公司基于該項目核心技術(shù)開(kāi)發(fā)的磺胺類(lèi)十五合一試劑盒、磺胺類(lèi)試紙條、喹諾酮類(lèi)試劑盒、喹諾酮類(lèi)試紙條、四環(huán)素類(lèi)試劑盒、四環(huán)素類(lèi)試紙條、β-內酰胺類(lèi)+四環(huán)素類(lèi)二聯(lián)卡、呋喃西林代謝物試劑盒產(chǎn)品顯著(zhù)提高了檢測性能，實(shí)現了多靶同檢，大幅提升了企業(yè)自檢自控能力，取得了良好的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。
據介紹，勤邦公司的部分產(chǎn)品性能指標優(yōu)于國外產(chǎn)品，檢測成本僅為同類(lèi)產(chǎn)品的2/3，有效替代進(jìn)口產(chǎn)品。檢測集約化和多元化，檢測效率高，檢測成本低，節約了資金。相關(guān)快檢產(chǎn)品被評為“中關(guān)村國家示范區新技術(shù)新產(chǎn)品”，并出口至印度、泰國、新加坡等10多個(gè)國家，近三年經(jīng)濟效益顯著(zhù)。
“如今，利用該項目成果的快檢產(chǎn)品已廣泛應用于全國各地蔬菜、水果農殘檢測�！编u明強介紹說(shuō)，寧夏天然蜂產(chǎn)品公司應用項目成果進(jìn)行產(chǎn)品自檢自控，有效保障了其產(chǎn)品質(zhì)量安全，“十里花”蜂產(chǎn)品暢銷(xiāo)國際市場(chǎng)�！皯庙椖靠鞕z技術(shù)縮短檢驗周期，提高檢測效率，保障了50多億元銷(xiāo)售額產(chǎn)品安全”。
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