近年來，我國的食品安全突發(fā)事件層出不窮。而這些食品安全問題大多源于食源性致病菌的污染和食品生產(chǎn)、加工過程中對農(nóng)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(guī)行為所致。要從根本上解決食品安全問題，就必須對食品的生產(chǎn)、加工、流通和銷售等各環(huán)節(jié)實施全程管理和監(jiān)控，食品安全快檢技術(shù)也就隨之應(yīng)運(yùn)而生。

“實驗室檢測方法和儀器很難及時、快速而全面的從各環(huán)節(jié)監(jiān)控食品安全狀況，而快速、方便、準(zhǔn)確、靈敏是食品安全快檢技術(shù)的最大優(yōu)勢。”中國檢驗檢疫科學(xué)研究院首席科學(xué)家鄒明強(qiáng)說。

以前，檢測瘦肉精、三聚氰胺需要價值數(shù)百萬元甚至上千萬元的儀器設(shè)備，如今，一張價值幾元的檢測卡插在豬尿和牛奶中，幾分鐘就會顯示結(jié)果。一個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(nóng)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、移動檢測技術(shù)在中國食品安全保障體系中扮演著重要的角色。”鄒明強(qiáng)認(rèn)為，其中生物傳感器技術(shù)具有快速、靈敏、特異、簡便等特點，在食品檢測領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

近幾年，在鄒明強(qiáng)的帶領(lǐng)下，中國檢驗檢疫科學(xué)研究院研究團(tuán)隊針對禽流感、甲型H1N1流感和瘦肉精等重大公共衛(wèi)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(biāo)，通過原理創(chuàng)新和技術(shù)發(fā)明，構(gòu)建了服務(wù)于食品和公共衛(wèi)生安全保障的檢測方法系統(tǒng)。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(jù)了解，食品質(zhì)量安全檢測方法有很多，包括現(xiàn)場檢測方法，實驗室定量檢測方法，以及確認(rèn)方法等。從實驗室檢測來看，快速檢測方法其實是起到了有益的補(bǔ)充，這是由它自身的特點決定的。與傳統(tǒng)儀器方法相比，快檢技術(shù)快速、簡單，可以測固體及液體樣品。而且快速檢測對配套的前處理設(shè)備要求不高，可以允許提取樣品中雜質(zhì)成分的存在，同時也就決定了其市場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(bǔ)，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(gòu)建效率和準(zhǔn)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、時效性、現(xiàn)場感。快速檢測的形式是與生產(chǎn)現(xiàn)場、時間要求相結(jié)合，而傳統(tǒng)的實驗室檢測通常用時較長，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)營者來講，時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)品出廠前，最大程度保證其質(zhì)量安全。

構(gòu)建“既快又靈”的檢測技術(shù)系統(tǒng)

據(jù)了解，現(xiàn)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，雖然操作簡便、成本低，但其靈敏度不夠高。“如果強(qiáng)調(diào)靈敏準(zhǔn)確，則難于實現(xiàn)便捷，存在‘靈而不快’問題，導(dǎo)致安全因子發(fā)現(xiàn)不及時；若兼顧快速、高通量，則不宜實現(xiàn)靈敏可靠，存在‘快而不靈’問題，導(dǎo)致誤檢和漏檢，留下安全隱患。”鄒明強(qiáng)說，“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(biāo)記材料等）為特異性載體而轉(zhuǎn)換為電、光、磁等信號實現(xiàn)檢測，為解決上述問題提供了新興的技術(shù)途徑。

“針對我國食品和公共衛(wèi)生安全檢測的更高要求，亟待開展融合前沿微納米技術(shù)的現(xiàn)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，實現(xiàn)既快又靈檢測，提供高效、實用、便捷、可靠的快檢解決方案，破解‘檢不出’‘檢不準(zhǔn)’‘檢不快’難題，為食品和公共衛(wèi)生安全提供服務(wù)和技術(shù)支撐。”鄒明強(qiáng)表示。

在鄒明強(qiáng)的帶領(lǐng)下，研發(fā)團(tuán)隊通過研究納米金顆粒原位聚集效應(yīng)，建立層析快檢卡通用增敏技術(shù)，開發(fā)熒光膠乳定量試紙條及熒光檢測儀，解決“快而不靈”的問題，實現(xiàn)高危病原“既快又準(zhǔn)”檢測。

項目團(tuán)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)，開發(fā)多種小分子同步檢測方法，解決“靈而不快”的問題，實現(xiàn)多種農(nóng)獸藥高通量篩檢，引入不確定度概念，保證檢測結(jié)果客觀、準(zhǔn)確；闡明酶分子構(gòu)象穩(wěn)定機(jī)制，突破抗原決定簇類結(jié)構(gòu)修飾難題，建立酶活性保護(hù)技術(shù)與類特異抗體制備技術(shù)，開發(fā)類檢試劑盒（卡），解決農(nóng)獸藥類檢穩(wěn)定性及包容性難題，并開發(fā)共軛濾光定量檢測器，實現(xiàn)層析快檢卡數(shù)字判讀；集成熒光探針、生物信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等，建立分子馬達(dá)核酸分型傳感檢測技術(shù)，實現(xiàn)食源性病原菌多型同檢。

“由此我們構(gòu)建了‘既快又靈’的檢測技術(shù)系統(tǒng)，成果應(yīng)用實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化及產(chǎn)業(yè)化，為提升公共衛(wèi)生安全應(yīng)對能力提供檢測技術(shù)支持。”鄒明強(qiáng)說。

傳統(tǒng)檢測技術(shù)實現(xiàn)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)，在實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新的同時也推動了相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步。”鄒明強(qiáng)說。

首先，項目技術(shù)改善提升了傳統(tǒng)檢測技術(shù)水平，實現(xiàn)了傳統(tǒng)檢測技術(shù)的飛躍。膠體金免疫層析檢測技術(shù)具有簡便快速、成本低等優(yōu)勢，現(xiàn)場檢測應(yīng)用廣泛，但靈敏度低與不能定量檢測大大限制了它的應(yīng)用范圍。該項目建立了納米金增敏技術(shù)，大幅度提高傳統(tǒng)膠體金檢測方法的靈敏度，在與禽流感國家標(biāo)準(zhǔn)檢測方法的比對測試中，準(zhǔn)確度一致，靈敏度相當(dāng)，增敏技術(shù)使膠體金檢測技術(shù)達(dá)到了定量PCR的水平，有效提高了疫病防控水平。

同時，項目研發(fā)團(tuán)隊用熒光標(biāo)記取代了傳統(tǒng)的金標(biāo)記，實現(xiàn)了層析檢測的定量檢測，更加擴(kuò)展了層析檢測技術(shù)的應(yīng)用范圍，特別是通過目標(biāo)物含量的多少來進(jìn)行的檢測。“這項技術(shù)使傳統(tǒng)免疫層析技術(shù)實現(xiàn)了靈敏度大幅提升與定量測定。”鄒明強(qiáng)說。

其次，該項目是多技術(shù)交叉融合，通過合力提升了技術(shù)水平。在流式熒光編碼微球檢測技術(shù)中，應(yīng)用化學(xué)與材料技術(shù)合成了量子點等標(biāo)記物，應(yīng)用生物技術(shù)實現(xiàn)了目標(biāo)物的準(zhǔn)確捕獲，在檢測結(jié)果的判定中又引入了不確定度等統(tǒng)計學(xué)概念，使檢測結(jié)果更加客觀科學(xué)，幾種技術(shù)集合在一起形成的是具有多種優(yōu)點的檢測技術(shù)。

最后，根據(jù)應(yīng)用需求，建立了點面結(jié)合的檢測技術(shù)。準(zhǔn)確測定目標(biāo)物是檢測技術(shù)的終極目標(biāo)，而測定類別也具有廣泛的實際需求。然而，目前廣泛使用的農(nóng)殘酶抑制法快篩法，因酶試劑難于在通常條件下保存和運(yùn)輸，制約了該法的應(yīng)用可靠性。

“該項目發(fā)明了穩(wěn)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(yīng)用價值，該方法一次可檢測涵蓋約300種高毒農(nóng)藥。”鄒明強(qiáng)說。

據(jù)了解，該項目團(tuán)隊圍繞快檢儀器、試劑（卡、盒）及方法構(gòu)建了較為完整的快檢技術(shù)系統(tǒng)，獲國際專利授權(quán)1項，國家發(fā)明專利授權(quán)15項，軟件著作權(quán)1項，制定國標(biāo)3項，醫(yī)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(jī)構(gòu)驗證，與國標(biāo)定量PCR法檢測結(jié)果一致且靈敏度相當(dāng)；參加全國甲型H1N1流感雙盲雙測篩選名列第一；鑒定意見認(rèn)為項目整體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。

“項目以需求為牽引，以應(yīng)用為導(dǎo)向，利用微納生物傳感技術(shù)實現(xiàn)了檢測技術(shù)的突破，既推動了檢測技術(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。”鄒明強(qiáng)說。

項目成果開花結(jié)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(jiān)控計劃、北京奧運(yùn)和上海世博會食品安全保障，大力促進(jìn)了我國應(yīng)對公共衛(wèi)生安全水平提升。

據(jù)了解，自2005年以來，項目團(tuán)隊基于項目微納生物傳感原理開發(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(guī)?；a(chǎn)，開拓產(chǎn)品市場，為科技成果轉(zhuǎn)化樹立了良好典范，陸續(xù)在我國出入境檢驗檢疫、農(nóng)業(yè)、工商、質(zhì)監(jiān)和衛(wèi)生等200多個食品檢測機(jī)構(gòu)和1000多家企業(yè)得到廣泛應(yīng)用，出口至20多個國家或地區(qū)。

北京勤邦生物公司基于該項目核心技術(shù)開發(fā)的磺胺類十五合一試劑盒、磺胺類試紙條、喹諾酮類試劑盒、喹諾酮類試紙條、四環(huán)素類試劑盒、四環(huán)素類試紙條、β-內(nèi)酰胺類+四環(huán)素類二聯(lián)卡、呋喃西林代謝物試劑盒產(chǎn)品顯著提高了檢測性能，實現(xiàn)了多靶同檢，大幅提升了企業(yè)自檢自控能力，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

據(jù)介紹，勤邦公司的部分產(chǎn)品性能指標(biāo)優(yōu)于國外產(chǎn)品，檢測成本僅為同類產(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(jié)約了資金。相關(guān)快檢產(chǎn)品被評為“中關(guān)村國家示范區(qū)新技術(shù)新產(chǎn)品”，并出口至印度、泰國、新加坡等10多個國家，近三年經(jīng)濟(jì)效益顯著。

“如今，利用該項目成果的快檢產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于全國各地蔬菜、水果農(nóng)殘檢測。”鄒明強(qiáng)介紹說，寧夏天然蜂產(chǎn)品公司應(yīng)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)品暢銷國際市場。“應(yīng)用項目快檢技術(shù)縮短檢驗周期，提高檢測效率，保障了50多億元銷售額產(chǎn)品安全”。