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科技捍卫国门食品安全

发布时间:2016-05-10   来源:


我国是世界上最大农产品进口国之一,2014年粮食进口量达1亿吨。全球转基因品种多达715种,根据我国法规,进出境农产品均需进行转基因符合性检测与未经批准的转基因品系检测。       

10余年前,因为欠缺相关的精准快速检测识别技术,美国、加拿大、阿根廷等国家的大豆、玉米等转基因产品通过贸易大量进入中国市场,对我国的农业生产、经济利益和生态环境带来了巨大的潜在风险。如何更好地从技术角度对该类产品进行严格把关,防止非法转基因产品流入,成为我国亟待解决的重要问题。       

2015年度国家技术发明奖二等奖项目“国境转基因产品精准快速检测关键技术及应用”,用科技创新,回答了这个困扰检测机构十余年的难题。       

     五大创新攻克三大难题       

“这是一项历时10年艰难攻关完成的项目。”项目第一完成人、国家质检总局标准与法规研究中心党委书记 兼副主任陈洪俊说。10年中,为了攻克转基因检测技术中“测不出、测不快、测不准”等三大难题,项目团队艰苦攻关,诞生了五大创新点:       

发明了一管式核酸富集检测技术。 创新设计了由氨基结合区、烷烃连接臂和肽核酸(PNA)捕获区组成的目标核酸捕获分子,通过强酸氧化,使惰性材料聚丙烯PCR管内壁活化产生1.1×1015个/cm2表面羧基,氨基活化的捕获分子通过共价键偶联在氧化后的PCR管内壁表面。首次制备目标核酸富集器,建立了一管式核酸富集检测技术,在同一个反应管中完成核酸捕获、分离和检测全过程, 实验流程从10步缩减到3步,检测灵敏度达1.66×10- 16 mol/ L。攻克了深加工产品核酸提取难题,实现了复杂基质中转基因成分的精准检测。针对水稻等农产品中混杂有我国未批准的转基因品系,团队破译边界序列,确定外源基因插入位点和拷贝数等分子特征。创新设计了12 套引物/探针,应用一管式核酸富集器,建立了转基因产品精准检测模块群,解决了混杂农产品品系检测覆盖率低的问题,实现了转基因水稻、木瓜等混杂 品系的精准检测。       

发明了新型DNA传感器,建立了新型DNA传感检测技术。团队创新性地将二氧化钛纳米棒与壳聚糖连接到石墨烯电极表面,构建了电极多维纳米仿生界面,其有效面积达电极表面积的2.8倍。通过静电吸附作用将探针单链固定到研制的石墨烯电极上,创制了新型DNA传感器,大幅提高了对单链DNA探针的吸附能力,减少了碱基之间的错配,建立了新型DNA传感检测技术,可在1小时内完成现场检测,检测灵敏度为7.2×10-13mol/L,高于国外类似传感器两个数量级。       

发明了防污染等温扩增检测装置。通过设计内置式染色剂添加腔体,专门放置荧光染料,创制了封闭式防污染等温扩增检测装置,构建了针对转基因产品的防污染等温扩增现场检测技 术,反应温度为60℃、时间为30分钟,实现了锚地、码头等现场玉米、大豆等大宗货物的可视化快速检测。       

创制了转基因标准样品制备工艺。通过研究基体 粒度、温度对样品均匀性和稳定性的影响,创建了基体标准样品制备工艺,获得了8种基体有证标准样品。扩展不确定度为0.02%,优于欧盟的0.12%;稳定性为4年,高于欧盟的1年。针对基体标准样品资源有限的问题,通过优化冷冻干燥温度和时间,实现了分子样品的批量化精准分装,研制了6种有证分子标准样品和3种分子质粒,稳定性为2年,高于欧盟的1年。 创制了PCR仪校准装置。针对现有PCR仪校准装置温度精确度低的问题,研制了由半导体式温度传感 器、 高精度多路扫描开关和堆栈式温度采集仪组成的温度校准装置,精度达0.02℃,高于欧盟的0.1℃。针对PCR仪荧光无法校准导致检测结果分散、可比性差的问题,首次发明了基于单色LED光源和积分球技术的光源激发部件,创制了PCR仪荧光校准装置,荧光精确度提升了16.54%。

成果落地开花


这一诞生于实际检测需求的项目,如今已经应用于检测机构。据陈洪俊介绍,项目研究成果已在35个直属出 入境检验检疫局、100多个检验检疫分 支机构、计量部门和相关企业等得到 广泛推广应用,取得了显著的经济和社会效益。       

2011年至2014年,成果累计新增销售额9257万元、利税4112万元,共为26300批次、货值达923亿元的进出口食品农产品提供了转基因检测服务,检出了不合格的玉米、玉米酒糟粕、棉籽、油菜籽、苜蓿草、豆粕和玉米蛋白粉等食品农产品959批次,均依法作退运或销毁处理,挽回货值达13亿元的经济损失。       

陈洪俊说,仅仅有技术还不够,对相应技术操作人员的培训也要相应加强。近年来,项目组对3000多名检验检疫和出口企业技术人员进行了培训,不仅提高了检测技术水平,加强了口岸把关能力,同时增强了出口企业在国际市场的竞争力,全面推动了检验检疫检测技术的提升,有效保障了技术执法的效能, 有效应对并打破国外技术壁垒。       

10年科研攻关虽充满艰辛,但项目团队用科技捍卫了国门与人民健康安全,陈洪俊说,这就足够了。       

     第一完成人简介       

陈洪俊博士,研究员,享受国务院政府特殊津贴,中国农业大学兼职教授。 1983年毕业于西南农业大学植物保护专业,先后在北京动植物检疫局、国家质检总局动植物检疫实验所、中国检验检疫科学研究院和国家质检总局动植物检疫监管司工作,现任国家质检总局标准与法规研究中心党委书记兼副主任,兼任中国植物保护学会副理事长、全国植物检疫标准化技术委员会秘书长、国家质检总局科学技术委员会检疫专业委主任等。    

曾主持国家转基因重大专项、 国家“十一五”科技支撑计划、国家“十二五”科技支撑计划、国家“863”科技计划和科技部重要标准专项等20余项国家、省部级科研项目。作为第一完成人主持的“国境转基因产品精准快速检测 关键技术及应用”获2015年度国家技术发明奖二等奖,作为主要完成人参加的 “转基因植物产品检测体系的建立及其在国际贸易中的应用”获2007年度国家 科技进步奖二等奖,获省部级一等奖4 项、二等奖4项。    

主编《物种资源检验检疫》、《外来有害生物防御方略》、《转基因产品检测新技术》和《中国特色进出境动植物检疫体系探索与实践》等专著4部,在国内外学术期刊发表论文50余篇。

 
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