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實驗室“開”在田間測農殘

時間:2018/8/2 3:37:25

  核心提示:一輛看似普通的汽車駛入田間,工作人員用一只“觸手”輕輕掃過一顆待采摘的葡萄。不到30秒鐘,車載設備屏幕上便清晰地顯示出該葡萄是否含有農藥以及含有的農藥殘留種類及含量。這是由山東省農業科學院農業質量標準...

一輛看似普通的汽車駛入田間,工作人員用一只“觸手”輕輕掃過一顆待采摘的葡萄。不到30秒鐘,車載設備屏幕上便清晰地顯示出該葡萄是否含有農藥以及含有的農藥殘留種類及含量。這是由山東省農業科學院農業質量標準與檢測技術研究所(以下簡稱山東省農科院質標所)日前研制發布的一項新技術——果蔬產品中農藥殘留快速篩查質譜移動平臺。

成果發布的同時,山東省農科院質標所與臺灣社團法人產業關懷協會、山東國投鴻基檢測技術股份有限公司、安捷倫科技(中國)有限公司四方合作的農產品風險因子快速檢測新技術研發聯合實驗室也在山東省農科院正式掛牌。

質量安全與市場需求

農業農村部最新數據顯示,今年上半年在監測參數增加近30%的情況下,農產品例行監測合格率達到了97.1%,我國農產品質量安全水平穩中向好、穩中向優。

“農業農村部將2018年確定為‘農業質量年’,質量興農和綠色興農是實施鄉村振興戰略的重要舉措,農產品質量安全學科領域的科技創新是提升農產品質量的重要手段和保障。”山東省農科院黨委書記周林表示。

作為農業大省的山東,歷來高度重視農產品質量安全。但不管是從全國還是山東來看,農藥殘留依然是影響農產品質量安全的因素之一。

果蔬產品中農藥殘留快速篩查質譜移動平臺項目負責人、山東省農科院質標所農藥殘留檢測技術研究室主任陳子雷研究員告訴記者,“山東是農業大省,尤其是蔬菜、水果產量居全國首位,農藥殘留的管控是保證產業健康發展的重要措施之一,我們一直在為農產品質量安全科學監管提供技術支撐。”

與此同時,傳統檢測手段還有改進空間。以蘋果為例,傳統的果蔬藥殘檢測步驟,大致需經過“將蘋果粉碎—勻漿—加入溶劑提取—提取液經固相萃取柱凈化,凈化液濃縮定容后,經過濾裝置去除沉淀物后進入液相色譜儀或氣相色譜儀以及色譜—質譜聯用儀進行檢測—出具結果”等步驟。

“為確保檢測結果的準確性,上述過程至少需要經過1~2天時間才能完成。”陳子雷解釋說,“蔬菜、水果本身保鮮期就較短,檢測周期過長無疑會影響后期的采摘和銷售。”

“傳統農藥殘留的檢測要達到高的準確性,充分的提取與凈化步驟必不可少。但問題在于,完成上述步驟需要全套檢測設備,包括液相、氣相色譜儀及質譜儀,投資大、成本高,需要在專業實驗室且需要專業人員操作才能完成。正因為程序復雜、過程繁瑣,相關政府部門只能采取抽檢方式在實驗室完成農藥殘留的檢測,無法在現場進行快速檢測。”他說。

目前還有另一種可以進入果蔬生產基地和市場的快檢技術,但又存在靈敏度低、假陽性率高、檢測種類有局限性、難以滿足市場需求等問題。

為此,山東省農科院以產業技術需求為導向,整合魯臺合作技術資源,研發了農藥殘留快速篩查質譜移動平臺,并成立多方聯合實驗室。

快速 準確 便捷

簡單來說,這項新技術是將精密實驗室“搬”到車上,“開”進了田間地頭。

果蔬產品中農藥殘留快速篩查質譜移動平臺項目關鍵的創新點在于,將山東省農科院質標所的果蔬農藥殘留快速篩查技術與臺灣“國立”中山大學教授謝建臺主持的“熱脫附電噴霧離子源技術”(TD-ESI)實現了完美融合。

利用細微金屬探針取樣,可對待測樣品進行直接離子化,不需要前處理,省掉了提取、凈化等環節。待測樣品離子進入質譜儀,30秒就可檢測出200多種農藥殘留。檢測結果與實驗室傳統LC-MS(液相色譜質譜聯用)檢測結果一致。

此外,安捷倫Ultivo快篩檢測設備,體積與傳統儀器相比減小70%,非常適于放在空間有限的移動車內,而氣旋離子導軌、超微離子濾片等多項專利技術保證體積減小卻不損失性能,快篩檢測結果準確、穩定。

陳子雷說,“經過4年的合作研發,我們將曾經只在實驗室使用的精密分析儀器轉移到檢測車輛上,結合改進的‘新型原位電離質譜聯用技術’,實現了高覆蓋率的農藥殘留檢測、痕量級精確檢測以及高通量高速度檢測。”新型原位電離質譜聯用技術是此次揭牌的聯合實驗室擁有的具有國際領先水準和首創的原位質譜技術。

由此,農藥殘留快速篩查質譜移動平臺成功將實驗室搬到了田間地頭,從取樣到給出檢測結果,由LC-MS方法的4~48小時縮短到30秒,并且定性能力強、結果準確、靈敏度高。實測環境不受實驗室條件限制,可隨時隨地對農產品風險因子進行動態可視化監控。

這次新成果的發布,推出了針對國內檢測果蔬藥殘速度最快的專業設備,兼具實驗室檢測的精準、痕量優勢以及設備可移動、高通量快篩和現場篩查等特點,為目前農殘防控問題提供了創新解決方案。

合作創新再研究

記者了解到,農藥殘留快速篩查質譜移動平臺成果展示和聯合實驗室的成立是魯臺合作的一個項目。

“這是創新模式深化合作的一個成功案例。”周林說。一直以來,山東省農科院非常重視與臺灣的農業科技合作與交流,雙方在生態休閑觀光農業、精致農業、有機農產品及優質農產品認證和推廣等領域進行了廣泛的技術交流,取得良好效果。

本次各合作單位不僅發布了新成果,還簽署了成立聯合實驗室的協議。周林希望以此為契機,進一步深化多方技術合作,創新聯合實驗室運行模式,加快技術成果轉移轉化、落地實施,不斷完善技術的可操作性和廣適性,更好地服務于全省農產品質量安全監管。

陳子雷表示,目前農藥殘留快速篩查質譜移動平臺主要用于蔬菜和水果產品,下一步除了進一步完善改進技術外,還考慮將其用于糧油、加工食品以及土壤等的農藥殘留快速檢測上。“另外,要聯合相關部門把技術方法標準建立起來。有了標準,將來使用移動平臺時才會有章可循,才能更好地服務農業生產及監管。”他說。

“針對大規模農產品進出口貿易和大型農業基地的農藥殘留檢測,我們一直是以抽檢或送檢方式在實驗室檢測,在農貿市場上也常見到便攜式快檢設備。但這些方法在靈敏度、準確性方面還不能滿足實際需求。我們將把該項技術作進一步的示范推廣,希望為監管部門提供快速、精準的技術支撐。”他補充道。

“它針對市場‘痛點’而生。”國投鴻基檢測技術公司運營總監劉若礫表示,這項創新性的成果先期在山東推廣,之后將向全國進軍。

這一成果實現了現場快速準確檢測,為政府部門現場執法和全面監管提供了可行性方案,為實施果蔬產品市場“準入準出”制度、實現農產品質量安全科學監管提供重要技術支撐,同時也將有力推動國內農產品質量快速篩查技術水平的提升。

安捷倫方面表示,以此次農檢系統的農藥殘留快速篩查為契機,相信在不遠的將來,車載質譜移動平臺將在食品安全、醫療診斷、法醫毒物、危化品、環境監測以及應急事件等領域發揮更大更廣的作用。

作者:王方 來源:中國科學報
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