微纳生物传感检测:让老百姓吃得放心 项目成果开花结果
中国检验检疫科学研究院研究团队正在进行项目研讨
近年来，我国的食品安全突发事件层出不穷。而这些食品安全问题大多源于食源性致病菌的污染和食品生产、加工过程中对农药、兽药、添加剂等的不科学使用，甚至是违用、滥用等违法、违规行为所致。要从根本上解决食品安全问题，就必须对食品的生产、加工、流通和销售等各环节实施全程管理和监控，食品安全快检技术也就随之应运而生。
“实验室检测方法和仪器很难及时、快速而全面的从各环节监控食品安全状况，而快速、方便、准确、灵敏是食品安全快检技术的最大优势。”中国检验检疫科学研究院首席科学家邹明强说。
以前，检测瘦肉精、三聚氰胺需要价值数百万元甚至上千万元的仪器设备，如今，一张价值几元的检测卡插在猪尿和牛奶中，几分钟就会显示结果。一个粉笔盒大小的试剂盒，可以精确地检测出食品中是否含有对人体有害的农兽药残留物及其含量……这就是食品安全快检的“魔力”。
“以试剂盒、ELISA、PCR、纳米生物技术、生物传感技术、便携式分析仪器等为代表的快速检测、移动检测技术在中国食品安全保障体系中扮演着重要的角色。”邹明强认为，其中生物传感器技术具有快速、灵敏、特异、简便等特点，在食品检测领域具有广阔的应用前景。
近几年，在邹明强的带领下，中国检验检疫科学研究院研究团队针对禽流感、甲型H1N1流感和瘦肉精等重大公共卫生安全事件迫切的检测技术需求，基于微纳生物传感技术，以发展“既快又灵”的高效检测技术为目标，通过原理创新和技术发明，构建了服务于食品和公共卫生安全保障的检测方法系统。该项目荣获2014年度北京市科学技术奖一等奖。
小小快检用处大
据了解，食品质量安全检测方法有很多，包括现场检测方法，实验室定量检测方法，以及确认方法等。从实验室检测来看，快速检测方法其实是起到了有益的补充，这是由它自身的特点决定的。与传统仪器方法相比，快检技术快速、简单，可以测固体及液体样品。而且快速检测对配套的前处理设备要求不高，可以允许提取样品中杂质成分的存在，同时也就决定了其市场地位在筛选中的必须性，这样可以与高档的仪器进行互补，以快速检测方法进行初筛，再用仪器方法进行确证，从而构建效率和准确度均较高的检测体系。
快速检测的优势在于前端，直接性、时效性、现场感。快速检测的形式是与生产现场、时间要求相结合，而传统的实验室检测通常用时较长，例如将产品送到第三方检测中心进行检测，快则几日，慢则一两周，对于生产经营者来讲，时间成本的损耗是巨大的。这就需要企业自身在生产初期、源头位置对风险加以把控。产品质量安全需要依靠质量管理与前端风险排查、检测，这样才有可能在产品出厂前，最大程度保证其质量安全。
构建“既快又灵”的检测技术系统
据了解，现有快检技术，主要为胶体金免疫层析法和酶联免疫吸附法，虽然操作简便、成本低，但其灵敏度不够高。“如果强调灵敏准确，则难于实现便捷，存在‘灵而不快’问题，导致安全因子发现不及时；若兼顾快速、高通量，则不宜实现灵敏可靠，存在‘快而不灵’问题，导致误检和漏检，留下安全隐患。”邹明强说，“既灵敏又快速”的检测技术成为亟待攻克的技术难题。
生物传感器检测技术系以识别元件（酶、抗体/抗原、核酸、标记材料等）为特异性载体而转换为电、光、磁等信号实现检测，为解决上述问题提供了新兴的技术途径。
“针对我国食品和公共卫生安全检测的更高要求，亟待开展融合前沿微纳米技术的现代生物传感检测技术攻关，大幅度提升检测灵敏度、定量化、通量、多靶分型和同检等分析性能，实现既快又灵检测，提供高效、实用、便捷、可靠的快检解决方案，破解‘检不出’‘检不准’‘检不快’难题，为食品和公共卫生安全提供服务和技术支撑。”邹明强表示。
在邹明强的带领下，研发团队通过研究纳米金颗粒原位聚集效应，建立层析快检卡通用增敏技术，开发荧光胶乳定量试纸条及荧光检测仪，解决“快而不灵”的问题，实现高危病原“既快又准”检测。
项目团队提出了流式技术竞争式免疫分析新原理，发明了编码微球及荧光探针试剂制备技术，开发多种小分子同步检测方法，解决“灵而不快”的问题，实现多种农兽药高通量筛检，引入不确定度概念，保证检测结果客观、准确；阐明酶分子构象稳定机制，突破抗原决定簇类结构修饰难题，建立酶活性保护技术与类特异抗体制备技术，开发类检试剂盒（卡），解决农兽药类检稳定性及包容性难题，并开发共轭滤光定量检测器，实现层析快检卡数字判读；集成荧光探针、生物信号转导等，建立分子马达核酸分型传感检测技术，实现食源性病原菌多型同检。
“由此我们构建了‘既快又灵’的检测技术系统，成果应用实现标准化及产业化，为提升公共卫生安全应对能力提供检测技术支持。”邹明强说。
传统检测技术实现飞跃
“该项目综合利用多项微纳生物传感技术，建立了系列高灵敏高通量检测技术，在实现技术创新的同时也推动了相关技术的进步。”邹明强说。
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