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实验室“开”在田间测农残

时间:2018/8/2 3:37:25

  核心提示:一辆看似普通的汽车驶入田间,工作人员用一只“触手”轻轻扫过一颗待采摘的葡萄。不到30秒钟,车载设备屏幕上便清晰地显示出该葡萄是否含有农药以及含有的农药残留种类及含量。这是由山东省农业科学院农业质量标准...

一辆看似普通的汽车驶入田间,工作人员用一只“触手”轻轻扫过一颗待采摘的葡萄。不到30秒钟,车载设备屏幕上便清晰地显示出该葡萄是否含有农药以及含有的农药残留种类及含量。这是由山东省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所(以下简称山东省农科院质标所)日前研制发布的一项新技术——果蔬产品中农药残留快速筛查质谱移动平台。

成果发布的同时,山东省农科院质标所与台湾社团法人产业关怀协会、山东国投鸿基检测技术股份有限公司、安捷伦科技(中国)有限公司四方合作的农产品风险因子快速检测新技术研发联合实验室也在山东省农科院正式挂牌。

质量安全与市场需求

农业农村部最新数据显示,今年上半年在监测参数增加近30%的情况下,农产品例行监测合格率达到了97.1%,我国农产品质量安全水平稳中向好、稳中向优。

“农业农村部将2018年确定为‘农业质量年’,质量兴农和绿色兴农是实施乡村振兴战略的重要举措,农产品质量安全学科领域的科技创新是提升农产品质量的重要手段和保障。”山东省农科院党委书记周林表示。

作为农业大省的山东,历来高度重视农产品质量安全。但不管是从全国还是山东来看,农药残留依然是影响农产品质量安全的因素之一。

果蔬产品中农药残留快速筛查质谱移动平台项目负责人、山东省农科院质标所农药残留检测技术研究室主任陈子雷研究员告诉记者,“山东是农业大省,尤其是蔬菜、水果产量居全国首位,农药残留的管控是保证产业健康发展的重要措施之一,我们一直在为农产品质量安全科学监管提供技术支撑。”

与此同时,传统检测手段还有改进空间。以苹果为例,传统的果蔬药残检测步骤,大致需经过“将苹果粉碎—匀浆—加入溶剂提取—提取液经固相萃取柱净化,净化液浓缩定容后,经过滤装置去除沉淀物后进入液相色谱仪或气相色谱仪以及色谱—质谱联用仪进行检测—出具结果”等步骤。

“为确保检测结果的准确性,上述过程至少需要经过1~2天时间才能完成。”陈子雷解释说,“蔬菜、水果本身保鲜期就较短,检测周期过长无疑会影响后期的采摘和销售。”

“传统农药残留的检测要达到高的准确性,充分的提取与净化步骤必不可少。但问题在于,完成上述步骤需要全套检测设备,包括液相、气相色谱仪及质谱仪,投资大、成本高,需要在专业实验室且需要专业人员操作才能完成。正因为程序复杂、过程繁琐,相关政府部门只能采取抽检方式在实验室完成农药残留的检测,无法在现场进行快速检测。”他说。

目前还有另一种可以进入果蔬生产基地和市场的快检技术,但又存在灵敏度低、假阳性率高、检测种类有局限性、难以满足市场需求等问题。

为此,山东省农科院以产业技术需求为导向,整合鲁台合作技术资源,研发了农药残留快速筛查质谱移动平台,并成立多方联合实验室。

快速 准确 便捷

简单来说,这项新技术是将精密实验室“搬”到车上,“开”进了田间地头。

果蔬产品中农药残留快速筛查质谱移动平台项目关键的创新点在于,将山东省农科院质标所的果蔬农药残留快速筛查技术与台湾“国立”中山大学教授谢建台主持的“热脱附电喷雾离子源技术”(TD-ESI)实现了完美融合。

利用细微金属探针取样,可对待测样品进行直接离子化,不需要前处理,省掉了提取、净化等环节。待测样品离子进入质谱仪,30秒就可检测出200多种农药残留。检测结果与实验室传统LC-MS(液相色谱质谱联用)检测结果一致。

此外,安捷伦Ultivo快筛检测设备,体积与传统仪器相比减小70%,非常适于放在空间有限的移动车内,而气旋离子导轨、超微离子滤片等多项专利技术保证体积减小却不损失性能,快筛检测结果准确、稳定。

陈子雷说,“经过4年的合作研发,我们将曾经只在实验室使用的精密分析仪器转移到检测车辆上,结合改进的‘新型原位电离质谱联用技术’,实现了高覆盖率的农药残留检测、痕量级精确检测以及高通量高速度检测。”新型原位电离质谱联用技术是此次揭牌的联合实验室拥有的具有国际领先水准和首创的原位质谱技术。

由此,农药残留快速筛查质谱移动平台成功将实验室搬到了田间地头,从取样到给出检测结果,由LC-MS方法的4~48小时缩短到30秒,并且定性能力强、结果准确、灵敏度高。实测环境不受实验室条件限制,可随时随地对农产品风险因子进行动态可视化监控。

这次新成果的发布,推出了针对国内检测果蔬药残速度最快的专业设备,兼具实验室检测的精准、痕量优势以及设备可移动、高通量快筛和现场筛查等特点,为目前农残防控问题提供了创新解决方案。

合作创新再研究

记者了解到,农药残留快速筛查质谱移动平台成果展示和联合实验室的成立是鲁台合作的一个项目。

“这是创新模式深化合作的一个成功案例。”周林说。一直以来,山东省农科院非常重视与台湾的农业科技合作与交流,双方在生态休闲观光农业、精致农业、有机农产品及优质农产品认证和推广等领域进行了广泛的技术交流,取得良好效果。

本次各合作单位不仅发布了新成果,还签署了成立联合实验室的协议。周林希望以此为契机,进一步深化多方技术合作,创新联合实验室运行模式,加快技术成果转移转化、落地实施,不断完善技术的可操作性和广适性,更好地服务于全省农产品质量安全监管。

陈子雷表示,目前农药残留快速筛查质谱移动平台主要用于蔬菜和水果产品,下一步除了进一步完善改进技术外,还考虑将其用于粮油、加工食品以及土壤等的农药残留快速检测上。“另外,要联合相关部门把技术方法标准建立起来。有了标准,将来使用移动平台时才会有章可循,才能更好地服务农业生产及监管。”他说。

“针对大规模农产品进出口贸易和大型农业基地的农药残留检测,我们一直是以抽检或送检方式在实验室检测,在农贸市场上也常见到便携式快检设备。但这些方法在灵敏度、准确性方面还不能满足实际需求。我们将把该项技术作进一步的示范推广,希望为监管部门提供快速、精准的技术支撑。”他补充道。

“它针对市场‘痛点’而生。”国投鸿基检测技术公司运营总监刘若砾表示,这项创新性的成果先期在山东推广,之后将向全国进军。

这一成果实现了现场快速准确检测,为政府部门现场执法和全面监管提供了可行性方案,为实施果蔬产品市场“准入准出”制度、实现农产品质量安全科学监管提供重要技术支撑,同时也将有力推动国内农产品质量快速筛查技术水平的提升。

安捷伦方面表示,以此次农检系统的农药残留快速筛查为契机,相信在不远的将来,车载质谱移动平台将在食品安全、医疗诊断、法医毒物、危化品、环境监测以及应急事件等领域发挥更大更广的作用。

作者:王方 来源:中国科学报
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