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青岛博士夫妻攻克固相微萃取 农残检测等打破欧美20年垄断

[内容提要]:靳钊介绍说,此后他又与研发团队相继研发出多款固相微萃取产品,“目前一共有34款产品。”广泛应用于环境监测、水质监测、食品安全、香精香料等领域的快速、痕量检测,填补了国内市场空白。

青岛博士夫妻攻克固相微萃取 农残检测等打破欧美20年垄断
一根根几厘米长的探针,一根根不起眼的小黑棒,不仅打破了外国长达20年的技术垄断,还能应用于环境、食安检测中。青岛博士创业园的博士靳钊与妻子共同协作,攻克固相微萃取技术,研制出全国首款性能优异、产品稳定性强的固相微萃取产品,“举个简单的例子,它可以通过吸附茶叶的味道来判断里面有没有农残,还能使农残最小检出浓度降低100倍。”靳钊表示。
农残检出浓度降低100倍
农残检出浓度降低100倍
固相微萃取技术看起来是一个晦涩难懂的专业术语,好像离我们很远,甚至很多人听都没听过。但实际上,早在10多年前,它就在食品安全检测方面与我们有过交集。而这一次的交集,也是促成靳钊博士想要攻克这一技术的契机。我们知道,中国是全球最大的茶叶生产国,而欧洲是我国茶叶出口的主要地区之一。有数据表明,2000年我国出口欧盟茶叶量比“全盛时期”的1998年减少了34.5%。“使这一数字锐减的,是1999年应用于茶叶农残检测的固相微萃取技术。”靳钊博士表示,这一技术使得农残最小检出浓度降低了100倍,而当时国内分析检测技术尚不能检测如此低含量的农药残留,“没有先进的检测技术,在对外贸易中我们就会成为聋子、瞎子,就无法取得与对方平等对话的权利,已成为对外贸易中最大的制约条件。”因此,在大连理工大学主修高分子材料学靳钊誓做固相微萃取的中国先行者。
2003年,靳钊接受一位女博士的邀请,共同研究“固相微萃取”课题,进行科研攻关,而材料开发就是当时最亟待解决的问题,“固相微萃取技术是利用一种特殊的涂层,涂层所使用的材料,对于这项技术的稳定性、效率等具有决定性意义。”当时国内虽然也有科研人员进行该技术的研究,但材料单一、性能不稳定,无法满足产业化应用的要求,“我们共同开发了几款材料,没想到效果很好。”经过4年的不懈努力,2007年,他们最终研制出了一款性能优异、产品稳定性强的固相微萃取产品——固相微萃取探针。
34款产品打破国外垄断
34款产品打破国外垄断
在过去的20年里,固相微萃取技术及产品始终被欧美国家垄断,靳钊的研究成果则彻底打破了技术和产品的国外垄断。2013年,靳钊成立青岛贞正分析仪器有限公司,他和团队专注于新一代超微量物质检测技术——固相微萃取技术的研发、推广与产业化,短短3年时间便获得国家发明专利授权,在推出固相微萃取探针的基础上,陆续研发出固相微萃取搅拌棒、固相微萃取吸附管等产品。
而相较欧美国家的类似产品,他们的固相微萃取产品取得了更优的性能。“以搅拌棒为例,我们的产品磨损率低,萃取效率高,品使用寿命更长,性能更好。德国产品平均一根棒能使用60~80次,而我们的能使用150~200次,大大降低企业的使用成本。”靳钊介绍说,此后他又与研发团队相继研发出多款固相微萃取产品,“目前一共有34款产品。”广泛应用于环境监测、水质监测、食品安全、香精香料等领域的快速、痕量检测,填补了国内市场空白。
而在固相微萃取技术日臻完善的过程中,不仅让靳钊收获了一次次科研突破的喜悦,也将那位与他共同攻关的女博士变成了他的人生伴侣。
“闻闻”味,就知有没有农残
“闻闻”味,就知有没有农残
据靳钊介绍,他们研发的产品除了性能更优,应用方面也更重实用性,还是以搅拌棒为例,“德国搅拌棒主要是实验室应用,更适用于作为科学研究的工具,其市场规模较小。而我们将其作为环境在线监测仪器的核心部件,可显著提高传统环境监测仪器的性能,降低能耗。简单来说,他们用做科研,我们则更注重应用到民生当中去。”
那该如何应用到民生当中去呢?“以羊肉为例,现在大家都怕有假羊肉。目前实验室的检测方法一般是先把羊肉绞碎,再用溶剂萃取,泡出各种物质,再蒸干,浓缩,然后进仪器检测,操作程序特别复杂。”靳钊表示,而使用固相微萃取技术,只要通过味道来判断就行,“将羊肉放到密闭小瓶子里,把探针扎到小瓶里吸取挥发出的特定物质,再把探针拿出来后一加热,气味中的特定物质就检测出来了。”靳钊表示,这个味道我们可能闻不出来,但一到仪器上,所有味道成分就会被区分开,“只要跟真羊肉的色谱图比对就可以,羊肉破碎啊提取啊,这些工作都不需要做了。”
此外,检测茶叶或者蔬菜农残,或是辨别鱼虾等新不新鲜,只要拿黑色的小棒——固相微萃取搅拌棒或探针“闻闻”味道,放在仪器里一查就真相大白了。
富集吸附,污染物“没跑儿”
“闻闻”味道,就能知道有没有农残,确实挺神奇,而事实上,固相微萃取的神奇可不止这一点。据靳钊介绍,通过固相微萃取产品,还能检测空气和水中有没有污染物,而能实现这些是因为“我们的固相微萃取技术其实就是一个富集类的材料,就说空气里或水里的污染物本来很少,但都被吸收到我们这产品上面了,我们叫富集,定向吸附。”靳钊表示,他们目前有34款产品,而构成他们高分子材料是不一样的,“要针对不同的物质选择用哪种产品,例如查除草剂,就得用急性很强的高分子材料,即定向吸附原理。”
采访中,靳钊举了一个海洋监测的例子来表现产品在富集污染物质方面的效果。监测人员出海做海洋监测,需要监测上百个点的海水,其中每个点都得带回1升海水,因为水少了根本检测不出来,这样要做完这上百个点的监测,可能得带了一船的样品回来;如果用固相微萃取搅拌棒,就不用带大瓶了,每个点只要 30毫升就行,因为本身搅拌棒有吸附能力,把搅拌棒放到水里吸附后直接进仪器检测就行,“可以少带很多样品,以前需要一船,现在只要一手提箱就够了”;而如果用探针,连海水都不需要带回来了,“他只要用密封小瓶取海水,现场将探针放进去,晃一晃,直接把针密封好后带回来进行检测就行”。当然,使用哪种产品可以根据自身需要选择,但不管选哪种,“对于海洋监测来说,都能减少很大的工作量。”
用于刑侦,分析火灾起火源
采访中记者了解到,固相微萃取吸附管是靳钊的团队在今年8月份刚刚开发出来的新产品,外形类似搅拌棒,“目前吸附管正在上海公安局试点应用。” 这怎么还跟公安局扯上关系了?面对记者的疑问,靳钊解释道,这款产品能应用于刑侦领域,“火灾现场火源分析还有毒品快速检测。”例如,有地方着火了,可以通过吸附管来分析是什么原因引燃了这起火灾。
首先,用一种气体采样器,吸取火灾现场的空气,“气体只要经过吸附管就会被吸附,之后再分析其中的物质就可以。”靳钊表示,测试阶段,上海公安局的工作人员从某火灾现场提取了烧焦的衣服等物质,把它们放在一个密闭容器里,之后在从里面抽气,用吸附管提取,检测后查出是汽油引燃的,“那一般来说就是人为纵火。”谈到为何在上海试点而非青岛,靳钊解释,上海公安局在公安系统中是能够做科研的地方,“如果试点效果理想,上海公安局确定使用了,之后就可能会制定一个标准,在全国铺开使用,到时候青岛肯定也会用。”
将推新品检测黄曲霉毒素
对于下一步的打算,靳钊告诉记者,明年他们团队有两个方向的目标,一是以固相微萃取技术作为核心,把环境监测仪器开发出来。再就是推出一款测黄曲霉毒素的产品。“像花生、大豆、玉米、茶叶等食品只要发霉了就会产生黄曲霉毒素,这是一种高致癌物质。”靳钊表示,目前,国家标准采用“免疫亲和柱法” 来检测黄曲霉毒素,但该方法使用繁琐,且价格昂贵,大大增加了质检部门的检测时间和检测成本。“一个柱价格在160元左右,而且只能用一次。”
而靳钊团队将要开发的产品,应用固相微萃取技术,使用高分子材料制作,对黄曲霉毒素有一个定向吸附,“只吸附黄曲霉毒素。”而且,高分子成本低很多,基本上80元左右就能搞定,还可以多次使用,且不需要专用的大型设备,对操作人员要求不高,甚至可实现车载,检测人员可以对市场上的食用油进行实时的检测。此外,“他们的储存比较麻烦,得放在冰箱里,在4℃的环境里储存,我们开发的新产品对储存条件没有要求。”这些都将大大降低黄曲霉毒素的检测成本,保障食品安全。
 

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