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为农产品安全保驾护航,多方合作把质谱“搬”上车

几个月前仪器信息网有报道过,山东省农科院、安捷伦科技有限公司等多方合作研发“农药残留快速筛查串联质谱移动平台”。近日,仪器信息网走访来到山东省农科院,对该质谱移动平台的功能特点及研发过程作了深入了解。

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“农药残留快速筛查质谱移动平台”

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山东省农科院质标所学术委员会主任陈子雷主任(右)、安捷伦实验室解决方案大中华区市场项目经理祝立群博士(中)、山东国投鸿基检测技术股份有限公司总经理宋有星先生(左)出席了本次采访,对该质谱移动平台的特点及各方在研发过程中所扮演的角色等进行了深入的分享交流。

“农药残留快速筛查质谱移动平台”是由山东省农科院牵头,安捷伦科技有限公司、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四方协力合作开发完成。

该平台基于热解吸-电喷雾离子源的串联质谱快筛检测技术,再搭配专门定制的移动实验室车辆而成。

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山东省农科院质标所实验室中的热解吸-电喷雾-串联四极杆质谱仪

基于热解吸-电喷雾离子源的串联四极杆质谱快筛检测技术由安捷伦Ultivo三重四极杆质谱仪和热解吸-电喷雾离子源组成。陈子雷解释说:“这套设备(Ultivo+ 热解吸-电喷雾离子源),Ultivo灵敏度足够高,体积足够小,耗能少,性能出色,这些特点扩展了它移动的功能,适合放在车上。田间地头对于农残检测的现场检测需求较大,因此对于移动检测平台的需求也更大一些;热解吸-电喷雾离子源作为敞开式离子源的一种,这种离子源特别适合分子量小、在200-300℃可以电离的有机化合物,原位电离,效果较好。对于其他应用我们在实验室中也在做,但是快速筛查是该平台技术的最大特点。”

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安捷伦Ultivo三重四极杆质谱仪+热解吸-电喷雾离子源=新型快筛检测设备

基于热解吸-电喷雾离子源的串联质谱快筛检测设备具有以下技术特点:

(1) 分析速度快

准备时间只需1-2个小时,即可由关机状态达到实验所需状态;单个样品单次测试时间仅为20秒;阴性样品测3次仅需1分钟,阳性样品测5-10次耗时约2-3分钟。按照该速度,一天可进行200-300个样品的测试,综合检测速度比传统方法提高10倍以上。

(2) 检测农药品种多

目前已建立298种农药快速筛查数据库,可根据需求增加农药品种。

那么,做这样一个仪器平台到底为解决农产品安全检测工作中的什么痛点呢?

山东作为我国农业大省,其农产品安全检测工作任务繁重。而对于农企农户来说,农产品越新鲜就意味着经济价值越高,他们希望自己的农产品能尽快通过安全检测、放行。因此,市场非常需要能够在现场快速、准确检测农药残留的方案,这是农企农户和相关执法检测单位共同的期望。

陈子雷是“农药残留快速筛查质谱移动平台”项目的技术负责人,他介绍说:“现场快速准确检测技术的标准一直是缺失的。在2014年,我们所与台湾方进行合作交流,对我们需要的离子源技术做进一步考察;2016年,我们全省质检系统的两批技术人员再次去了台湾,进行技术交流。台方提供了离子源的硬件,当时用的安捷伦6400质谱仪。如何技术落地,是需要一系列的方法、应用支撑的,这是我们做的事情。”

目前传统的农药残留检测采用LC-MS/MS法和酶抑制法。LC-MS/MS法需要对样品进行前处理,工序繁杂,检测效率非常低,而且检测必须在实验室中进行,工作人员不得不把样品从田间地头带回实验室,浪费大量时间。而酶抑制法虽然可以去到现场快速检测,但是定性、定量的能力相对较弱,出现假阴性、假阳性的情况很多,准确率比较低,能检测的农药种类也很有限。

祝立群介绍说:“这个平台与以往方法最大的差别在于快速简单,省去了样品前处理环节,操作非常简便;使用质谱提供的数据比现有的试纸、酶标法的实验结果更加准确。”

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只需用探针刮取样品后,将探针放入热解吸装置中,质谱分析,即可获得数据。

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分析完成后用高温火焰清除探针上的残余物,即可进行下一次取样分析。

以下是三种方法技术比较:

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质谱仪是一个高端精密的仪器,要想把它变成移动平台,可不是简简单单搬到车上就行,过程中有大量的问题要解决。在整个项目中,山东国投鸿基检测技术股份有限公司承担该移动平台的商品化生产、市场推广和销售工作。宋有星介绍说:“在车载环境中涉及到很多技术瓶颈,比如减震,供电、供气,颠簸路段运输等各种各样的问题。在这个过程中,我们与安捷伦的工程师进行了充分的技术交流,安捷伦提供了很好的技术保障。同时,我们也和陈主任这边咨询了用户的需求以及测试场景等情况。我们做了很多的预案,充分考虑了很多问题,之后做了大量测试甚至破坏性试验,这个过程是联合实验室多方共同完成的,使得出现的问题得到了很好地解决。”

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快检车内部

整个快检车设施完善,氮气发生器、UPS电源、试验台、储物柜、水槽、冰箱等相关配套一应俱全,实现了把精密实验室搬到了车上,达到现场快速、准确检测的目的。“目前这个仪器设备在车体环境内可以进行正常工作,这也是安捷伦仪器非常大的特点,皮实耐用,稳定性好。毕竟是一台精密仪器,在车载设计时,我们对空调系统、送风系统、供电系统、供气系统都做了一定的考虑。”宋有星补充说。

在农业领域,该移动检测平台可广泛应用于农业生产基地监管,农产品市场监管,农资打假等方面。此外,环保、消防、公安等其它领域也有非常大的应用前景。据悉,目前山东国投鸿基检测技术股份有限公司就该移动检测平台正在与相关领域的单位或者部门开展应用合作。

采访:李博

编辑:李博、刘立东

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