【國家獎】保障舌尖上的安全 做農產品安全衛士
“民以食為天 食以安為先”,食品安全與老百姓生活息息相關,農產品作為食品的源頭,保障農產品質量安全對于老百姓生命健康具有重要意義。近年來,雖然我國農產品質量安全現狀總體趨好,然而如毒豇豆、毒韭菜、瘦肉精等系列食品安全事件時有發生,嚴重威脅消費安全和人民健康,打擊了產業發展,影響了國際貿易。這些事件表明,農藥、違禁添加物等化學污染物仍是現階段影響我國農產品質量安全的重要因素。如何實現對農產品中農藥、違禁添加物等化學污染物的精準識別與確證檢測,為農產品中化學污染物的有效監管提供更加精準的手段,是以中國農業科學院農業質量標準與檢測技術研究所王靜教授為首席科學家的“農業化學污染物殘留檢測與行為研究”創新團隊一直期望解決的事情。
王靜教授自2005年加入質標所以來,帶領團隊面向世界農產品質量安全科技前沿,以捍衛老百姓“舌尖上的安全”為使命,針對農產品中化學污染物精準檢測仍存在前處理特異性差、核心識別材料制備難、檢測通量低、靈敏度仍需提高等技術難題,勇挑重擔、不斷創新,經十余年系統研究,以檢得準、檢得快、檢得多為目標,在分子印跡設計、核心識別材料創制、免疫檢測增敏等核心技術上取得了重大突破,其成果曾被列為“舌尖上的安全”六大成果之一,分別在國家“十二五”科技創新成就展、全國農業科技重大成果展展出,在保障農產品質量安全和消費者安全方面發揮了重要作用。
特異性“抓取”技術是實現精準檢測的有效手段
通常,存在于農產品中的許多農藥、違禁添加物及環境污染物等化學性污染物含量很低,而農產品樣品基質比較復雜,一些目標物采用常規的方法很難從樣品中準確高效提取出來,致使現有的檢測方法依然存在著檢不準、檢不出、檢不多的技術難題。2007年,團隊在“863”計劃項目支持下,開始潛心研究一種特異性識別材料-分子印跡聚合物,俗稱為人工抗體,這種材料可以量身定制,就像鑰匙和鎖的關系。通俗來講,目標物相當于鑰匙,而分子印跡聚合物相當于鎖,一把鑰匙只能開一把鎖,對需要檢測的目標物具有特異性識別的能力,能夠從復雜的農產品樣品中把所需要的目標物精準“抓取”出來。王靜教授的科研團隊結合量子化學理論預測技術,從主客體識別機理研究到雙模板設計技術、虛擬模板篩選技術、磁性納米雜化等系列新型制備技術的發明方面進行了全程創新,發現了雙模板分子結構及配比與聚合物非均一性結合位點增加的相關性規律,發明了“類特異性”分子印跡設計技術,突破了分子印跡聚合物識別種類少的技術瓶頸,大大擴展了一次可同時萃取的目標物種類,先后成功研制了14類覆蓋109種化學污染物的分子印跡固相萃取柱。這些產品彌補和解決了農產品樣品前處理不能精準特異性提取的技術瓶頸。目前,該成果核心專利榮獲2019年度中國專利獎優秀獎,其系列專利群已實現了技術轉讓和成果轉化。
類特異性分子印跡聚合物
實現農產品中農藥殘留現場快速檢測不再是一個夢想
“早早孕”試紙條可以快速檢查婦女是否懷孕已經成為普通老百姓家喻戶曉的快速檢測工具。那判斷農產品中有沒有農藥殘留是否也可以通過快速檢測技術實現呢?這是政府、企業和消費者長期關注和期待的。
當前,酶聯免疫分析試劑盒、膠體金試紙條和化學發光試劑盒已經成為某些成分分析的重要技術手段,在醫院、體檢中心甚至在家中,大家都可以享受到基于大分子檢測的便捷、快速的健康診斷產品。然而,農產品的樣品基質復雜,農藥殘留量極低,分子量小,核心生物識別材料制備困難,檢測靈敏度不高。在很長一段時間內,上述技術瓶頸一直制約了農產品中農藥殘留快速檢測技術的應用和發展。針對這些問題,團隊和北京勤邦生物技術有限公司通力合作,從農藥核心抗體制備技術出發,發明了基于親脂性與半抗原鏈臂長度互作的半抗原結構設計技術,克服了傳統半抗原分子結構憑經驗設計的技術瓶頸,揭示了抗體篩選體系中引入樣品基質對提高抗體抗干擾能力的重要性,成功制備了對硫磷、毒死蜱、克百威、三唑磷等親和性好、抗干擾能力強的44個化學污染物抗體,為實現快速檢測提供了核心材料。
為了提高化學發光免疫快速檢測方法的靈敏度,團隊在揭示了催化劑與增強劑互作對化學發光檢測體系穩定性的影響基礎上,發明了化學發光免疫分析核心增敏配方,解決了化學發光免疫分析中存在復雜基質干擾嚴重的問題,研制出快速檢測農藥的系列化學發光試劑盒。
十幾年來,項目團隊先后研制了56個化學發光、熒光、酶標記等快速檢測產品,突破了當前無可靠穩定的農藥殘留商品化免疫試劑盒的技術瓶頸,這些快速檢測產品先后被用于多項重大活動的技術保障中。部分重點產品已經可以走向普通消費者,實現了快檢產品的普及應用。
設計合成了含不同碳鏈長度連接臂的系列抗體識別材料
關注容易被忽視的污染物 確保農產品質量安全
農藥助劑是在農藥劑型加工或應用中使用的除農藥有效成分以外的其他輔助物質的總稱。大量研究證明:許多農藥助劑具有高風險,對野生動物和人類的內分泌功能造成干擾,具有類雌激素效應,其在環境領域及其對水生生物的危害已被廣泛關注和研究。在2007年以前,我國對農藥助劑的危害關注甚少,對農藥助劑的管理尚缺乏科學依據,農藥助劑殘留也成為容易被忽視的一種農產品質量安全風險因子。
2007年,王靜教授作為首席專家聯合11家單位開始了科技部科技基礎性工作專項工作,全面調查研究了我國主要農產品及其產地環境中農藥助劑的殘留及動態變化。當時國內外缺乏農產品中農藥助劑的檢測方法,團隊針對農藥助劑及其代謝物分離難度大的問題,優選吸附與凈化材料,研發了復合共凈化技術,率先高效分離富集了農產品中系列高風險農藥助劑及代謝物,解決了無檢測方法的難題,采用建立的方法,獲得近十萬個殘留檢測數據,首次評估了農藥助劑及其代謝物的安全風險,推動了我國高風險農藥助劑監管政策、辦法及農藥助劑禁限用名單的出臺。
同時,團隊還建立了覆蓋多環芳烴及鹵代衍生物、全氟化合物、溴代阻燃劑及衍生物、有機錫、甲氧基丙烯酸酯類、鄰苯二甲酸酯酯類及代謝物等119種環境污染物的幾十套典型化學污染物的系列配套高通量同步檢測方法,很多方法在污染物殘留限量標準制定過程中發揮了重要作用。
目前,該團隊研發的系列快速檢測產品與確證檢測方法已在農產品產地準出、市場準入、風險排查與管控、快速應急處置等方面發揮了重要作用,推動了農產品監測從產地向批發市場、農貿市場和散戶的延伸,為保護消費者健康、保障農產品質量安全提供了關鍵技術支撐。該團隊研發的化學污染物精準識別與檢測技術與產品在國內外廣泛應用,為保障農產品消費和貿易安全作出了重要貢獻。
創制了14類具特異性和高選擇性的MIP固相萃取產品
- [工人日報]我國科學家破譯油菜害蟲西北斑芫菁染色體水平基因組2025-04-25
- [新京報]177.65公斤 新品種刷新我國三熟制模式下油菜單產紀錄2025-04-25
- 奶牛瘤胃微生物優勢脲酶結構與綠色脲酶抑制劑2025-04-25
- 蛋白乙酰化修飾調控大口黑鱸肝臟炎癥和纖維化進程2025-04-25
- 陸地棉與海島棉葉片細胞類型的保守與分歧2025-04-25
- 能調控水稻粒重的新基因“鯤鵬”2025-04-25
- 楊振海走進樹人講堂 為研究生作專題講座2025-04-25
- 納米尺度“破譯”鎘與吸附材料間的相互作用2025-04-25
- 核酸標準物質新進展2025-04-25
- 抗病毒基因的敲除可提高植物病毒載體介導的蛋白表達2025-04-25