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一、技术概述
(一)技术基本情况(技术研发推广背景,能够解决的主要问题、知识产权及使用情况等)
随着我国经济发展和社会进步,包括初级农产品在内的食品安全越来越成为公众关注的焦点。习近平总书记做出重要指示,强调要把食品安全作为一项重大的政治任务来抓,要求用最严谨的标准、最严格的监管、最严厉的处罚、最严肃的问责,确保人民群众“舌尖上的安全”。
胶体金免疫层析技术是目前最常用的快检技术,但是,其检测灵敏度不高,一般只能用于定性分析。随着国家对食品安全限量标准的日益严格,对食品安全快速检测方法灵敏度的要求也越来越高。市场上的胶体金检测产品只能以比色法判断为主,通过肉眼进行颜色深浅的判断,主观性强,易造成误差,出现较多的假阳性和假阴性结果。
荧光微球(量子点微球)是将量子点材料包裹进纳米级微球中制备出的新型标记材料。量子点微球具有荧光强度高、稳定性好的特点。本技术将量子点荧光微球替代传统胶体金,应用于免疫层析技术平台,建立了荧光定量检测方法,本技术制备的产品具有抗基质干扰强、检测灵敏度高、操作简便、准确定量的优点。量子点微球与抗体通过化学键偶联,结合更紧,产品在实际应用中检测复杂基质的抗干扰能力较强;随着灵敏度的提高,可简化样本前处理,降低基层使用人员的工作强度;通过配置荧光读取仪,实现定量检测。
荧光微球免疫层析定量快速检测技术由南昌大学“春华秋实”课题组研发,拥有自主知识产权。本团队长期致力于食品安全快检前沿技术的研究,针对“瘦肉精”在较长的一段时间内泛滥的痛点问题,成功研发了快速简便、经济适用、方便基层的快检产品,制定了“瘦肉精”快检农业行业标准,农业部发文(农办牧[2005]32号)向全国推广,为整治“瘦肉精”泛滥做出了突出贡献,央视新闻联播进行了专门报道。团队在国内首次将“量子点荧光微球”这种新型荧光材料应用于食品安全快速检测产品上,创建了荧光定量检测新体系,突破了传统快检方法灵敏度偏低、样本基质干扰大的技术瓶颈,引领高灵敏、快速定量检测新方向。本技术先进、成熟,且实用性强。2021年中国食品科学技术学会(国家一级学会)对项目进行了成果评价,以孙宝国院士为组长的专家组意见为:整体技术达到国际领先水平。2022年,课题组牵头制定了江西省地方标准1项《量子点微球免疫层析试纸条评价技术规范》及江西省地方标准化指导性技术文件3项《动物源性食品中金刚烷胺的检测 量子点微球荧光免疫层析法》、《蔬菜水果中克百威的检测 量子点微球荧光免疫层析法》、《粮食中黄曲霉毒素B1,玉米赤霉烯酮,脱氧雪腐镰刀菌烯醇的检测量子点微球荧光免疫层析法》,为切实保障农产品质量安全和人民生命健康提供了强有力的技术支撑;团队还制作了操作视频,可更好地指导基层推广应用。
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目前,真菌毒素荧光微球免疫层析定量快速检测产品已通过国家饲料质量检验检测中心评价,产品的假阳性率和假阴性率均为0。真菌毒素和兽药残留产品已登录国家农业农村部农产品快速检测技术(产品)信息登录汇编名单。克百威、啶虫脒、腐霉利、多菌灵、噻虫胺、噻虫嗪、金刚烷胺、氟苯尼考、恩诺沙星等高风险项目的快检产品通过多家省级检测机构的验证。2023年4月13日,江西省农业农村厅农安局委托江西省农产品质量安全检测中心开展了鸡蛋中恩诺沙星和氟苯尼考的残留检测验证实验,本方法假阳性率和假阴性率都为0;2023年4月27日,江西省农业农村厅农安局委托江西省农科院质标所开展了兽残和农残检测的验证实验,本方法的准确率为98%;南昌市检验检测中心农产品检测分中心针对水产品中恩诺沙星项目开展了日常检测并将本方法发现的阳性样本进行仪器确证。在100余例检测的水产品样本中,发现4例阳性,与仪器验证符合率为100%;九江市农产品质量安全中心在已完成的800余批次检测中,使用本方法发现2例恩诺沙星阳性、1例氟苯尼考阳性,与仪器验证符合率为100%。
2022年10月28日,《江西省农业农村厅关于加强农产品质量安全检验检测能力提升的通知》就提出,“探索使用量子微球快检产品等新型快速检测技术,优化检测方式,提升检测能力。”目前,本技术在省内已示范推广到南昌市、九江市、赣州市、抚州市、宜春市、上饶市及辖区内部分县(市、区)农产品质量安全中心、农业技术推广中心等。
2023年11月21日,江西省政府和农业农村部在江西召开省部共建绿色有机农产品基地试点省推进会。农业农村部马有祥副部长听取了量子点微球快速检测技术的汇报。
2023年12月22日,江西省农业农村厅孙朝辉厅长在第五届江西“生态鄱阳湖·绿色农产品”博览会上,听取了量子点微球快速检测技术为绿色农产品保驾护航的经验汇报。
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2023年7月,江西省农业农村厅分管农产品质量安全的邓贤贵副厅长实地调研量子点微球快速检测技术。
本技术已推广应用至农产品生产、流通、加工等企业的自检,其中包括国内顶尖的农业产业化龙头企业-广东温氏食品集团股份有限公司。该公司是一家以养鸡业、养猪业为主导的现代大型畜牧企业集团,2022年集团养鸡营收全国第三、生猪出栏全国第二。本技术研发的产品,已在温氏集团100多家分场得到大面积推广应用。
本技术还在我省市场监督系统得到广泛应用(目前,已在全省11个设区市示范推广),全面参与了江西省“守底线、查隐患、保安全”活动和全省首个食品安全快检示范实验室的建设,助力江西农产品质量安全监管。
2023年3月,史可副省长到南昌大学专题调研量子点微球快检技术后指出,要有效利用好量子点微球等快检技术,健全完善“早发现、早预警、早处置”的食品安全风险管控机制,要在全省范围内推广使用量子点微球技术,将其作为食品安全监管的重要抓手,进一步构建“监督性快检”新模式。
(三)提质增效情况(技术试验、示范或推广过程中节约成本、提升品质、增加效益、保护耕地与生态环保等情况)
节约成本情况:本技术的示范推广,可实现现场准确筛查,针对性地将可疑样品送实验室进一步检测,大幅减少实验室样品检测数量,大大降低检测成本。相对于仪器方法检测成本高(通常一个样本检测需要1000元)、时间长(3-5个工作日),本技术可显著降低检测成本(一个样本检测费用约10-20元),缩短检测时间(现场30分钟),本技术的大面积推广应用,可节省大量检测成本。
提升品质情况:本技术具有抗基质干扰强、灵敏度高、检测结果准确的优点,通过和胶体金产品进行检测结果符合性比较(检测出的阳性样本通过仪器确证方法来比对检测符合率),近2万份检测大数据分析得出,本技术检测准确性比胶体金快检方法高出1倍,显著提高了快速检测产品的品质,为农产品质量安全提供了更准确、更有效的技术支撑。
增加效益情况:开展现场快速准确检测,能在检测经费有限的情况下,增加检测数量,扩大检测范围,经济效益显著;同时,通过及时发现问题,实现食品安全风险预警前移,可迅速采取相应措施,保障消费者食品安全和生命健康,社会效益显著。
生态环保情况:使用仪器确证检测方法时,样本前处理需使用大量不同种类的有机溶剂进行萃取和纯化,检测过程中产生的化学废物和污染物较多。本技术可简化样本前处理,大大降低有机溶剂的使用量,利于生态环保。同时,该技术还实现了一卡多项检测,即通过一次样本提取,在一张检测卡上检测多个目标物,可有效减少检测耗材和检测试剂的使用,实现节能增效和生态环保。
(四)技术获奖情况(该技术为核心的科技成果获得科技奖励等情况)
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近年来,以本技术为核心的科技成果获得了多项科技奖励。2018年《食品安全快速检测关键技术的研究与应用》获江西省科技进步一等奖;2020年《基于多种纳米材料速测关键技术的创新及应用》获中国食品科学技术学会技术发明一等奖;2022年《高性能荧光标记探针的设计、构建及免疫层析应用》获江西省自然科学一等奖。
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2018年获江西省科技进步一等奖 2022年获江西省自然科学一等奖
2020年获中国食品科学技术学会技术发明一等奖
二、技术要点(核心技术及其配套技术主要内容)
(一)创制了新型量子点荧光微球,提高了荧光信号
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采用微乳液自组装技术自主合成了系列粒径(60~300 nm)的量子点荧光微球,规模化自主制备了结构性能和光学性能优异的量子点荧光微球,120 nm的量子点微球荧光强度是原量子点荧光强度的1200倍,大大提高了荧光信号。
量子点微球实物图
(二)优化了量子点微球粒径,提高了检测灵敏度
揭示了荧光微球不同粒径在免疫层析方法中对灵敏度影响的科学规律,针对食品安全快速检测中最常用的竞争抑制反应模型,优化了最佳微球使用粒径,提高了产品检测灵敏度。
(三)减少了基质干扰,提高了检测准确性
通过提高产品检测灵敏度和抗体偶联方式的改变,简化了样本前处理步骤,减少了复杂样本中的基质干扰。
(四)借助了便携式荧光读取仪,实现了定量检测
提出了基于独立C线比率计法试纸条定量以及多重定量的新思路。借助便携式荧光读取仪,实现了对目标物的定量检测,减少了人
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三、适宜区域(适应推广应用的主要区域)
(一)农业监管部门的现场监管
本技术具有检测快速、结果准确和可现场操作等优点,适合农业监管部门在完成日常快检任务和农产品质量安全风险监控、现场监督抽查等工作中使用,可以及时发现潜在问题,对出现的食品安全风险进行提前预警和有效处理。且该技术具有可快速进行定性及定量检测的优势,能出具数字化(的)检测结果,有效辅助监管人员对样本中出现的风险因子及其严重程度进行把控,提高监管效率。
(二)食用农产品生产加工环节的自检
食用农产品生产加工环节的种植、养殖、加工企业可以使用该技术对生产投入品中的高风险项目开展质检,有效控制输入性的质量安全风险。养殖企业还可以使用本技术对生产的畜产品进行兽药残留监测,确保产品出厂质量。
(三)食用农产品市场流通环节
农产品收购和批发、零售等流通环节是控制产品质量安全的关键环节。使用本技术进行现场检测,可快速得到准确的检测结果,有效控制问题农产品流入市场,确保上市农产品质量合格。
(四)部分县使用本技术作为定量检测方法的探究
目前部分经济欠发达县级农产品质量安全检测的现状是:任务重、经费少、缺少专业技术人员,导致县本级定量检测工作困难重重。随着量子点微球荧光定量快速检测技术的推广应用,有望在此问题上取得突破。
四、注意事项(在技术推广应用过程中需特别注意的环节)
(一)检测和监控项目的选择
首先应该明确需要进行监控的高风险项目。不同的农产品品种、不同地域使用的农兽药种类不尽相同,建议参考本地区农业部门发布的不同品种中高风险项目清单进行针对性检测,以提高检测有效性,减少浪费。
(二)产品准入和技术培训
农业监管部门可联合其技术机构、生产厂家对量子点微球荧光定量快速检测技术进行培训和指导,提升各级检测人员的实操技能,并实行培训考核。严格市场准入管理,对新型检测技术及产品进行验证和评价,杜绝假冒伪劣产品进入市场,防止扰乱快速检测市场环境,影响技术推广。
五、技术依托单位(须与汇总表所填数量、单位一致,需列入参与技术推广的各级国家农技推广机构)
(一)技术依托单位
1.南昌大学
联系地址:南昌市南京东路235号
邮政编码:330047
联 系 人:赖卫华
联系电话:13879178802
电子邮箱:talktolaiwh@163.com
2. 江西省农业技术推广中心
联系地址:南昌市文教路359号
邮政编码:330046
联 系 人:付师一
联系电话:13970087169
电子邮箱:499237566@qq.com
(二)技术推广单位
1.江西省农产品质量安全检测中心
联系地址:南昌市文教路359号
邮政编码:330046
联 系 人:张富生
联系电话:18079119916
电子邮箱:1257848868@qq.com
2. 九江市农产品质量安全中心
联系地址:江西省九江市南湖支路22号
邮政编码:332099
联 系 人:卢礼生
联系电话:15170967887
电子邮箱:jjncpjczx@163.com
3.南昌市检验检测中心农产品检测分中心
联系地址:南昌市朝阳农场建设西路888号
邮政编码:330025
联 系 人:尚勇
联系电话:13970841860
电子邮箱:25798052@qq.com