[01575891]基于生物传感器的蔬菜中农药残留快速检测技术研究与应用

该项目属于标准科学技术和食品科学技术领域。蔬菜是中国除粮食作物以外栽培面积最广，经济地位十分重要的作物，是中国农业乃至国民经济的重要组成部分。蔬菜质量安全事关人民群众的身体健康，关系到蔬菜产业的持续健康发展。传统分析仪器检测周期长，无法实现现场快速检测。针对中国尚无系统的蔬菜农药残留快速检测技术现状，急需发展对蔬菜表面农药残留进行快速实时检测的方法和手段，在蔬菜上市前进行大规模抽检。该项目旨在解决制约蔬菜中农药残留快速检测与控制的瓶颈问题，以蔬菜中问题最严重、国际关注度较高的20多种农药残留为研究对象，以乙酰胆碱酯酶生物传感器，免疫传感器等新技术为突破口，从理论研究和技术创新入手，开展农药残留快速检测新方法研究，创建中国蔬菜质量安全监管急需的快速检测技术体系，制定相应标准，研发配套的农药残留快速检测仪器，规范蔬菜种植中农药的合理使用，实现蔬菜产品安全和优质化，提高蔬菜种植区的经济和生态效益，促进蔬菜产业可持续发展，实现农民增收、企业增效。该研究达到国际同类先进水平，社会、生态、经济效益显著。1.完成了敏感乙酰胆碱酯酶的筛选。研究了基于纳米材料的酶固定方法和传感界面修饰方法，提出了基于双层膜修饰的乙酰胆碱酯酶生物传感器制备方法，揭示了酶传感器的农药残留检测机理。利用纳米材料的协同作用，提高了酶传感器灵敏度，缩短了检测时间，简化了酶传感器的制作过程，降低了检测成本。2.自主研发了高灵敏度、高选择性的基于微阵列芯片的乙酰胆碱酯酶生物传感器制备技术，创建了基于微阵列芯片的蔬菜中农药残留快速检测方法，实现了农药残留快速检测仪器的微型化和便携化。3.研究了用于农药残留快速检测的免疫传感器制备方法，揭示了免疫传感器识别农药污染物的识别机理。提出了免疫传感器与酶传感器联用技术，提高了蔬菜样品中农药残留检测的准确度。4.研究确定了超声离心萃取法作为蔬菜样品农药残留快速检测的处理方法。此种方法样品处理过程不超过15min，且加标法获得的样品回收率在96.56%-105.74%之间。5.优化集成上述技术，研制开发了基于酶传感器和免疫传感器的农药残留快速检测仪，形成了相应标准、规程与系统软件，为中国蔬菜产品质量安全提供了技术保障。该成果共发表论文33篇，其中SCI收录26篇，JCR 1区论文13篇。获得知识产权18项，其中授权国家发明专利9项，软件著作权3项，实用新型专利4项，制定山东省地方标准2项。该成果为蔬菜现场监管、市场准入准出和生产企业提供了简便快捷的现场快检技术和专利产品。通过集成示范，可以在蔬菜生产流通销售企业及监管部门大规模推广应用，对蔬菜产业及食品安全起到极大推动作用。同时利用该项研究成果，规范了蔬菜种植中农药合理使用，保障蔬菜产品安全和优质化，提高蔬菜种植区的经济和生态效益，促进蔬菜产业可持续发展和农民增收、企业增效，经济社会效益和生态效益显著。