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山東檢驗(yàn)檢疫局成功研制并轉(zhuǎn)讓金黃色葡萄球菌快速檢測試劑盒

[2012/8/21]

　　山東檢驗(yàn)檢疫局食品農(nóng)產(chǎn)品中心青年專家高宏偉博士設(shè)計(jì)發(fā)明的“金黃色葡萄球菌快速檢測試劑盒的制備和使用方法”近日以不菲的市場價(jià)格成功轉(zhuǎn)讓給青島市高新區(qū)某企業(yè)。這標(biāo)志著該項(xiàng)研究成果在獲得領(lǐng)域內(nèi)同行高度認(rèn)可的同時(shí)，也在競爭激烈的生物技術(shù)市場贏得了一席之地。

　　2011年年末，一場“細(xì)菌門”的風(fēng)波席卷冬日里的速凍食品行業(yè)，繼思念、三全速凍食品后，灣仔碼頭也在南京市工商局公布的一份檢測報(bào)告中被檢出了金黃色葡萄球菌。當(dāng)人們再一次為食品安全的問題焦慮紛擾的同時(shí)，一個(gè)直徑只有0.5-1微米、平日里只聞其名、未見其“形”的小家伙——金黃色葡萄球菌迅速走進(jìn)了普通百姓的視野。

　　小家伙制造大問題

　　據(jù)報(bào)道，全世界每年發(fā)生的食源性疾病近數(shù)十億例，其中約有170萬名15歲以下兒童因?yàn)槭吃葱晕⑸镂廴疽鸶篂a而死亡。金黃色葡萄球菌是引起細(xì)菌性食物中毒的重要病原菌之一，在美國，每年超過18.5萬人發(fā)生金黃色葡萄球菌食物中毒，占細(xì)菌性食物中毒的33%，每年損失約15億美元;在日本，平均32.5%的食品存在金黃色葡萄球菌的污染;在加拿大，金黃色葡萄球菌中毒的發(fā)生率更高，占細(xì)菌性食物中毒的45%。近年來，在我國由金黃色葡萄球菌引起的食物中毒約占細(xì)菌性食物中毒事件的25%。金黃色葡萄球菌屬于葡萄球菌屬，在污染食品后，可以產(chǎn)生大量腸毒素，刺激食用者交感神經(jīng)、雙側(cè)迷走神經(jīng)的內(nèi)臟的分支和脊髓，引起劇烈嘔吐腹瀉。由金黃色葡萄球菌引起的食物中毒已成為世界性的公共衛(wèi)生問題。

　　新問題引出新課題

　　山東是我國食品農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)出口第一大省，進(jìn)出口總量占全國口岸四分之一至三分之一，已連續(xù)11年進(jìn)出口食品農(nóng)產(chǎn)品總量位居全國第一。每年，來自于世界各地的海量食品農(nóng)產(chǎn)品在源源不斷為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)注入活力的同時(shí)，也帶來了巨大的食品安全風(fēng)險(xiǎn)。食品微生物污染一直是進(jìn)出口食品安全的主要隱患，而其中金黃色葡萄球菌是最為重要的檢測項(xiàng)目之一。僅2011年山東局技術(shù)中心微生物實(shí)驗(yàn)室完成了金黃色葡萄球菌3000余批次樣品、上萬項(xiàng)目次的檢測工作、2012年截止到6月已完成金黃色葡萄球菌檢測近8000項(xiàng)目次，同比增長30%。如此巨大的工作量以及還在繼續(xù)快速增長的檢測壓力，向傳統(tǒng)的檢測技術(shù)提出了挑戰(zhàn)，如何打破現(xiàn)狀、創(chuàng)新技術(shù)體系成為一個(gè)檢測人員繞不開的問題。

　　為了提升檢測效率、縮短檢測周期，針對國內(nèi)外食品中金黃色葡萄球菌污染日趨嚴(yán)重的形勢，該局食品農(nóng)產(chǎn)品中心高宏偉博士等研究人員向國家質(zhì)檢總局申報(bào)了關(guān)于食源性致病菌新型高通量檢測技術(shù)的研究課題。提出以更為快捷、簡便、可視化的新型環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增技術(shù)(LAMP)取代現(xiàn)有檢測技術(shù)，全面提高金黃色葡萄球菌的檢測靈敏度和精確度。

　　新發(fā)明攻克五個(gè)難關(guān)

　　金黃色葡萄球菌快速檢測試劑盒的研制成功，在獲得國家發(fā)明專利授權(quán)的同時(shí)，一舉攻破了五個(gè)技術(shù)難關(guān)。

　　準(zhǔn)確關(guān)。該發(fā)明針對金黃色葡萄球菌mecA基因的基本保守區(qū)的6個(gè)序列設(shè)計(jì)了兩個(gè)特異性內(nèi)引物和兩個(gè)特異性外引物，是一種多位點(diǎn)多靶標(biāo)的檢測技術(shù)，與PCR技術(shù)的單區(qū)域雙引物相比，在體系擴(kuò)增過程中，具有更高的準(zhǔn)確性和可靠性。該mecA基因的保守序列為金黃色葡萄球菌各不同血清型和菌株型所共有，保證了該種技術(shù)從種的水平上檢測不同來源的金黃色葡萄球菌株的可靠性。

　　周期關(guān)。多引物的特性使其在具有高度鏈置換活性的DNA聚合酶作用下，具備更高的擴(kuò)增效率。應(yīng)用該種技術(shù)實(shí)施金黃色葡萄球菌檢測，恒溫下放置幾十分鐘即可完成檢測，整個(gè)流程累計(jì)耗時(shí)1個(gè)小時(shí)左右，與傳統(tǒng)檢測方法動(dòng)輒3、4天相比，縮短檢測周期95%以上。

　　成本關(guān)。作為一種恒溫?cái)U(kuò)增技術(shù)，該發(fā)明無須昂貴的PCR儀及配套電泳成像設(shè)備，只需水浴鍋或其他簡單溫度加熱裝置即可，在儀器配置費(fèi)用上可節(jié)省大筆購置費(fèi)用。

　　環(huán)保關(guān)。由于可視化的特點(diǎn)，該種技術(shù)的檢測結(jié)果無須使用特定光學(xué)呈相設(shè)備分析，只用肉眼直接目測觀察即可對最終結(jié)果進(jìn)行判定。在精簡了分析流程的同時(shí)，也避免了具有強(qiáng)烈致癌的毒性凝膠染料的使用，省去了后續(xù)無害化處理步驟，解決了有毒有害的分子生物學(xué)試劑對環(huán)境安全的威脅問題。

　　場所關(guān)。目前，主流細(xì)菌鑒定方法包含了分離培養(yǎng)、免疫檢測、PCR方法等，雖然原理各異，但對于環(huán)境及硬件設(shè)施條件都有特定要求，需要培養(yǎng)箱、微生物鑒定儀及PCR儀等必備儀器。而金黃色葡萄球菌LAMP快速檢測試劑盒的問世解決了這一難題，一套試劑盒和一個(gè)簡易溫度控制設(shè)備即可組成一套便攜式的現(xiàn)場檢測裝置，它可以走出實(shí)驗(yàn)室，擺脫時(shí)空限制，將檢測關(guān)口前移，在任何需要的地方隨時(shí)出現(xiàn)對可疑樣品實(shí)施現(xiàn)場檢測。

　　新專利產(chǎn)生四種效益

　　市場效益。與其他檢測方法相比，具備完全自主知識產(chǎn)權(quán)的金黃色葡萄球菌試劑盒兼具了快速、精準(zhǔn)化、便捷化、可視化及低成本化等五大優(yōu)勢，是山東檢驗(yàn)檢疫系統(tǒng)首個(gè)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化成功轉(zhuǎn)讓的國家發(fā)明專利。該專利具有廣闊的應(yīng)用前景和領(lǐng)域，適合于有實(shí)際檢測需求的各類企事業(yè)單位、機(jī)構(gòu)和部門，能夠在醫(yī)療、食品、衛(wèi)生及環(huán)保等多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行推廣應(yīng)用，一旦轉(zhuǎn)化為商業(yè)化試劑盒將顯現(xiàn)顯著的市場效益。

　　生態(tài)效益。由于采用可視化的肉眼觀察對結(jié)果進(jìn)行直接判定，使得大量的后續(xù)的無害化處理措施得以省略，在節(jié)省成本的同時(shí)排除了傳統(tǒng)的PCR檢測凝膠電泳所使用的大量有毒有害試劑的使用，將其可能造成的生態(tài)環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

　　生產(chǎn)效益。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2011年食品安全在我國國民最關(guān)注熱點(diǎn)問題排行榜高居第二位，類似于發(fā)生在灣仔碼頭等著名食品品牌的金黃色葡萄球菌污染事件，在給企業(yè)帶來了公眾信任危機(jī)的同時(shí)，給企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營效益造成了重創(chuàng)。充分利用金黃色葡萄球菌LAMP快速檢測試劑盒靈活機(jī)動(dòng)不受時(shí)空限制的特點(diǎn)，打造食品產(chǎn)品的現(xiàn)場初篩和實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)性檢測的多級檢測網(wǎng)絡(luò)，對于企業(yè)加強(qiáng)自檢，實(shí)施源頭管理，把好質(zhì)量關(guān)、避免質(zhì)量問題可能造成的巨大損失將起到關(guān)鍵性的作用。

　　社會效益。由金黃色葡萄球菌引起的食物中毒也已成為世界性的公共衛(wèi)生問題，該專利的問世及下一步的市場化、產(chǎn)業(yè)化對于解決食品中金黃色葡萄球菌關(guān)鍵控制和檢測技術(shù)的難題，保證國內(nèi)及進(jìn)出口食品安全，保障人民生命健康安全將產(chǎn)生積極的基礎(chǔ)性推動(dòng)作用。