中毒催生农药残留现场快速检测技术 | ||
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| http://www.sina.com.cn 2006年10月18日11:02 新民周刊 | ||
  与流动注射法相结合的农药残留现场快速检测技术 这种农药快速检测仪全重仅有3公斤，9分钟快速测定。随着企业的批量生产与投入使用，完全可以达到防止农药残留造成急性中毒的目的。 撰稿／杨 江(记者) 菜汁检测农药残留
2006年国庆节前夕，《文汇报》刊登了一则令人振奋的消息，被国内外报刊、网络广为转载：将蔬菜打成汁，把一根待测酶柱放入菜汁中1—2分钟，然后取出置入探测仪器里，与另外一支酶柱做参照，整个过程只要9分钟，就可以迅速检测出蔬菜中是否存在农药残留。日前，上海理工大学华泽钊教授等成功研究出新型的“农药残留现场快速检测技术”，此项技术的使用将使市民们以后更放心地购买蔬菜。 我们知道，现在蔬菜使用的农药普遍都是有机磷化合物，这些农药经过一段时间会自然降解转为无毒。国家规定，在果蔬上市前一段时间(一般7天)内是不允许再施农药的。可是有些不法菜农为了让果蔬贩卖时看上去更好看常常乱施农药，在果蔬上市前还施加农药，而来不及降解的果蔬中的农药残留，就是造成食用者急性中毒的原因。 我国现行的农药残留检测方法比较复杂，先要经过取样、提取、净化、浓缩等诸多过程，然后用气相色谱、高效压液相色谱等方法进行检测。这些方法的检测精度虽高，但是仪器贵重、运行费用高、检测费时长，不适合用于在现场的快速检测。 华泽钊教授等成功研究出的新型“农药残留现场快速检测技术”，能够在现场快速地判断出果蔬中是否含有会引起急性中毒的农药残留。该探测仪的全重仅为3公斤，测量时间为9分钟，通过生物敏感元件——待测和参比的两根酶柱在反应腔中的温差对比，进而得出微量的农药浓度，达到检测的目标。经中国上海测试中心农药行业测试点的鉴定，当果蔬中农药含量为千万分之五时，所研制的农药速测仪的检出率达到100%，完全可以防止农药残留造成急性中毒。 “农药残留现场快速检测技术”的使用对象将针对超市等大型果蔬交易地的员工，当果蔬进入这些交易地时，利用这种技术进行快速探测，将形成最后一道保护屏，让市民放心吃上蔬菜。 目前此探测器已在现场使用，并且已转让给企业批量生产，而“农药残留现场快速检测技术”也已获得2006年度上海市技术发明奖。在上海理工大学即将迎来百年华诞之际，我们有幸拜访了华泽钊——这位两鬓已露苍色的老教授。 华先生1965年清华大学研究生毕业后分配到上海理工大学任教，40多年后的今天，已是桃李满天下，成为上海理工大学校龄最长的教职工。我们面前的华教授精神抖擞、和蔼风趣、侃侃而谈。有意思的是，正是华教授一次亲历的急性食物中毒事件激发了这一研究的动机。 时间追溯到1999年，当年的8月，一个重要的学术会议在上海举行。晚餐后，近120名与会者，有过半人中毒，当时就估计是吃了含残留农药的蔬菜。与会的华泽钊不幸在列，是夜，他上吐下泻，到晚上11时，已经泻了10次。去医院急诊，高烧39度，不得不住院治疗一周。在医院时他就在想，是否有办法能快速检测果蔬中的农药残留。 此时的华泽钊在学术上已是硕果累累，1980至1983年他赴美国麻省理工学院任访问学者，归国后创建了低温生物医学技术研究所，1986年由讲师破格晋升为正教授并被国务院学位委员会批准为国内首批“低温工程”的博士生导师。值得一提的是，他在人体细胞和组织的低温保存以及冷冻干燥等方面很有建树，曾经以第一完成人获得了包括国家自然科学奖在内的多项科技奖，还曾获得了国家教学成果二等奖，三次评为全国教育系统和上海市劳动模范，2003年又荣获了首届全国教学名师称号，直到今年还获得了上海市科技进步一等奖和中国制冷学会二等奖。 在学术上，华泽钊历来就是一个“不安分”的人，从食物中毒的那刻起，他就断断续续看了一年的国内外书籍、文献，2000年11月撰写开题报告，决心探索如何快速检测果蔬中的农药残留，防止急诊中毒的发生。 创新推动进步 华教授向我们介绍了有机磷农药引起人急性中毒的途径：有机磷农药经呼吸道、胃肠道、皮肤、黏膜均可侵入人体，吸收后经血液循环很快分布于全身，毒作用广泛，能抑制多种酶，主要为乙酰胆碱酯酶，使其发生磷酰化而失去活性，从而造成乙酰胆碱大量蓄积，以乙酰胆碱为传导递质的神经过度兴奋，最后转入抑制和衰竭，使各项功能失调，而呈中毒症状。 关于农药残留的检测方法，FAO／WHO的国际农药残留法典委员会于1993年颁布了针对183种农药残留的推荐检测方法，我国也于1996年以国家标准的形式公布了食品卫生检验分析方法标准。食品中农药残余检测的一般程序先要经过取样、提取、净化、浓缩等诸多过程，然后用气相色谱、高效(压)液相色谱等方法进行检测。 华教授发现，虽然这些方法的检测精度高、能够测出农药的具体组分和含量，适合于微量的检测和长期的跟踪，但由于仪器贵重、运行费用高、检测费时长等原因，并不适合用于在现场的快速检测。 “研究的目标十分明确，不是片面追求检测的精度，而是要求能够在现场快速判断出果蔬中是否含有会引起急性中毒的农药残留。因此，首先就必须要寻找到一种类似于乙酰胆碱酯酶的酶，作为生物敏感元件，研制能检测出有机磷农药的生物传感器。”华教授说。 他领导的课题小组提出了一类新型量热式生物传感器理念，以快速检测果蔬中农药超标残留。它有两个相同的酶柱，一个是待测的，另一个是作为参比的，但已被完全抑制。两个酶柱同置于一个反应腔中，由于采用了同种失活酶作为参比的方法，消除了系统的非特异性干扰，得到的温差是由酶反应柱中发生的酶水解反应产生的热量引起的。通过测量流经此两酶柱的流体出口的小温差，来探测酶水解热反应的被抑制程度，进而得出微量的农药浓度。 根据上述思想，他们申请了“探测农药残留用的量热式生物传感器”的实用新型专利和“以同种失活酶作参比的农药残留酶柱探测方法及其装置”的发明专利。这种思想，后来不断得到修改、补充与发展，最终形成了与流动注射法结合的新系统。 在研究刚开始时，首先自然会想到用乙酰胆碱酯酶来制成生物传感器，当时国内外也开始有类似的研究，但发现乙酰胆碱脂酶太贵，2000单位就要93.5美元，根本无法推广应用。在课题组另一成员徐斐老师的负责下，他们开始寻找可供实用的新的酶，研究其固定化工艺和最佳运行条件。 他们发现可以从小麦中提取小麦脂酶，作为传感元件，制取2000单位的小麦脂酶，只需50至100克小麦，成本只有几角钱，但它的缺点是对某些有机磷农药不够敏感。 后来，利用上海大江鸡场废弃的鸡肝，从中提取了鸡肝脂酶，它的优势是能对七八种常用的有机磷农药产生反应，而且灵敏度都较高。 华教授他们采用自己的技术将小麦脂酶和鸡肝脂酶固定化，并制成一次性酶柱。目前，此技术已获得了国家发明专利，这种探测仪，每次使用时只要更换一对酶柱，成本只有几角钱，推广性很强。 酶的反应是和温度密切相关的，为了保证反应能在确定的温度下进行，他们还研制了一种微型的半导体制冷—加热恒温器。 “这种农药快速检测仪全重仅有3公斤，9分钟快速测定。随着企业的批量生产与投入使用，完全可以达到防止农药残留造成急性中毒的目的。”华教授面露喜色。 组合拳的力量 华教授早已位列国内外此项领域的前沿，他也当之无愧成为了上海理工大学的骄傲，采访中，该校党委副书记何建中多次提及这位著名教授，对他的学术成果及人品赞不绝口。 这位和蔼可亲的老人却言辞谦逊，采访中避而不谈自己在农药残留现场快速检测技术研发中的作用，反倒花大量时间谈起课题小组中的其他人员，如数家珍。“从最初的一个念头发展到一种新的产品，过程颇多艰难，要发挥众人的聪明才干才能克服，徐斐、陈儿同两位老师，许学勤、肖建军、郑艺华博士生和一些硕士生都做出了重要的贡献。” “尤其是徐斐！”华教授介绍，徐斐无锡轻工大学(现江南大学)食品科学专业博士毕业，几年前来上海理工大学应聘时，华先生就亲自打电话给她的导师王璋教授了解情况，华泽钊和王教授及其妻子许时婴教授都很熟悉，后两者都是国内著名的食品专家。他们对华说，徐斐很求上进、富有钻研精神，“接受她就是看中这点。”华教授介绍。 徐斐到校不久，华教授就让她研究与有机磷农药有特异反应的酶，后来又请她担任研制任务的负责人，她欣然接受。这样的任务对华泽钊来说，风险不是很大，即使不成功，凭着他过去的成绩，别人也不会非议，更何况科学研究成功和失败都是正常的。然而对于刚走上工作岗位的徐斐来说，却是被推至“风口浪尖”，成败在此一举，王璋教授听说后也说这个项目很有挑战性，但是难度和风险太大。 徐斐不曾表露她在此项目的过程中有何辛酸苦辣，但华教授治学的严谨在上海理工大学是有目共睹的，在他的研究所里，许多年轻人的神经都被研究难题“压”得紧绷。“她的业务能力和组织能力已经有了质的提高，已经成为名副其实的学科带头人。”华教授欣慰地说。 “这个项目有着明确的重要意义，下至老百姓，上至领导都能理解，而专业人士更能看出其中的创新，所以在研究的过程中得到了多项基金的支持。”记者了解，华泽钊获得了国家自然科学基金，而徐斐也获得了上海市农委科技攻关项目、上海市科委的启明星项目、上海高校优秀青年教师后备人选科研等项目。 华泽钊教授还告诉记者，结合此研究项目，他们培养了3名博士、4名硕士，在国内外权威期刊发表论文20余篇，已获得发明专利2项、实用新型专利2项、公布发明专利1项。- | ||
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