农产品中农药残留快速免疫检测技术及其应用

1. 课题来源与背景 （1）863计划：“农药残留免疫检测技术研究及检测试剂盒研制（编号2001AA246031）” （2）863计划：“农药残留免疫检测技术研究及检测试剂盒研制（编号2003AA246030）” （3）863计划：“化学农药多残留快速免疫检测技术研究（编号2006AA0Z447）”

2. 技术原理性及性能指标 （1）探明了小分子农药免疫活性位点对抗体的靶向诱导作用，创新了基于抗原抗体识别机制的农药半抗原定向分子设计思路，为提高农药半抗原设计的合理性和高亲和力抗体的创制提供了理论依据。 （2）建立了杂交瘤细胞一步化筛选、杂交-杂交瘤、噬菌体展示多肽库、虚拟模板设计等技术，创制了单克隆抗体、重组抗体、噬菌体展示多肽、分子印迹聚合物等高性能靶向生物识别材料，为建立农药残留快速检测技术提供了关键试剂。 （3）创建了侧向层析、时间分辨荧光、荧光竞争、量子点荧光等12种农药残留快速免疫检测技术，检测灵敏度最高可达到0.2 ng/L，对农药添加回收率70.2-120.2%，变异系数小于15%，检测结果与仪器检测结果的相关性在0.95以上，实现了对单个农药残留的特异性检测和多种农药残留的同步检测。 （4）研发出农药残留快速免疫检测技术产品（金标免疫试纸条和ELISA试剂盒）21个，已广泛应用于农产品中农药残留的现场定性筛查、半定量和定量检测。

3. 技术的创造性与先进性 （1）利用分子模拟和量化计算等技术手段，明确了不同小分子农药的免疫活性位点及其对抗体的靶向诱导作用；从半抗原空间构象、间隔壁结构、连接位置等方面提出了农药半抗原定向分子设计的基本原则；针对一类有机磷农药，首次提出了通用结构半抗原分子设计除了要遵循基本原则外，还要考虑分子结构的前线轨道能量和溶解度等因素； （2）获得了针对38种单个农药的单克隆抗体、重组抗体和噬菌体展示多肽，对目标检测农药的IC50为1.18×10^-3-33.12 mg/L，亲和力常数Ka达10^7 L/mol以上。创制出可同时识别14种乙氧基有机磷农药、6种甲氧基有机磷农药和5种菊酯类农药的“类”特异性抗体。创制出可同时识别二种不同类别农药甲基对硫磷和吡虫啉、克百威和三唑磷的双特异性单克隆抗体。 （3）首次建立了吡虫啉半定量、可视化侧向层析免疫检测技术，检测时间7-15分钟，灵敏度为5 ng/mL。基于抗免疫复合体噬菌体展示多肽，创建了苯噻菌酯竞争与非竞争噬菌体酶联免疫分析技术，对农药的IC50/SC50值分别为0.94和2.27 ng/mL。利用双特异单克隆抗体，率先研发了甲基对硫磷和吡虫啉、克百威和三唑磷的双组分化学发光免疫检测技术，灵敏度可达0.1 ng/mL；首次建立了可视化噬菌体环介导等温扩增免疫检测技术，对8种有机磷农药的最低检测限达到2-128 ng/mL；创建了多重微珠阵列免疫检测技术，可同时检测三唑磷、克百威、毒死蜱，灵敏度达到0.024 ng/mL；创建了多阵列免疫芯片检测技术，可同时检测三唑磷、甲基对硫磷、克百威、毒死蜱、甲氰菊酯、百菌清、多菌灵等多种农药，灵敏度达到0.02 ng/mL。 （4）研发的产品包括单组份金标免疫试纸条10个，多组分金标免疫试纸条3个和ELISA试剂盒8个。试纸条检测限符合国家最大残留限量标准（GB2763－2014）的要求，假阳性率和假阴性率小于5%。试剂盒的主要参数（检测灵敏度、准确度、精确度）符合现行国家农药残留检测标准的要求。

4. 技术的成熟程度、适用范围和安全性 本项目成果已形成农药残留快速检测试纸条和试剂盒产品，被广泛用于农产品生产、销售和市场监管以及科学研究中。

5. 应用情况及存在的问题 自2010年始，本项目成果已被政府监管部门、农产品生产、销售企业和科研单位广泛应用于农产品生产、销售过程质量管控、市场监管以及科学研究中。近三年检测样品124.1万份，新增利润979.3万元，节约成本5671.82万元，挽回损失4.71亿元。

6. 历年获奖情况 本项目成果曾获2016年中国植物保护学会科学技术一等奖，获奖项目名称为“农产品与环境中农药、重金属快速检测技术与产品”。

1.课题来源与背景（1）863计划：“农药残留免疫检测技术研究及检测试剂盒研制（编号2001AA246031）”（2）863计划：“农药残留免疫检测技术研究及检测试剂盒研制（编号2003AA246030）”（3）863计划：“化学农药多残留快速免疫检测技术研究（编号2006AA0Z447）”2.技术原理性及性能指标（1）探明了小分子农药免疫活性位点对抗体的靶向诱导作用,创新了基于抗原抗体识别机制的农药半抗原定向分子设计思路,为提高农药半抗原设计的合理性和高亲和力抗体的创制提供了理论依据。（2）建立了杂交瘤细胞一步化筛选、杂交-杂交瘤、噬菌体展示多肽库、虚拟模板设计等技术,创制了单克隆抗体、重组抗体、噬菌体展示多肽、分子印迹聚合物等高性能靶向生物识别材料,为建立农药残留快速检测技术提供了关键试剂。（3）创建了侧向层析、时间分辨荧光、荧光竞争、量子点荧光等12种农药残留快速免疫检测技术,检测灵敏度最高可达到0.2 ng/L,对农药添加回收率70.2-120.2%,变异系数小于15%,检测结果与仪器检测结果的相关性在0.95以上,实现了对单个农药残留的特异性检测和多种农药残留的同步检测。（4）研发出农药残留快速免疫检测技术产品（金标免疫试纸条和ELISA试剂盒）21个,已广泛应用于农产品中农药残留的现场定性筛查、半定量和定量检测。3.技术的创造性与先进性（1） 利用分子模拟和量化计算等技术手段,明确了不同小分子农药的免疫活性位点及其对抗体的靶向诱导作用;从半抗原空间构象、间隔壁结构、连接位置等方面提出了农药半抗原定向分子设计的基本原则;针对一类有机磷农药,首次提出了通用结构半抗原分子设计除了要遵循基本原则外,还要考虑分子结构的前线轨道能量和溶解度等因素;（2） 获得了针对38种单个农药的单克隆抗体、重组抗体和噬菌体展示多肽,对目标检测农药的IC50为1.18×10-3-33.12 mg/L,亲和力常数 Ka达 107L/mol以上。创制出可同时识别14种乙氧基有机磷农药、6种甲氧基有机磷农药和5种菊酯类农药的“类”特异性抗体。创制出可同时识别二种不同类别农药甲基对硫磷和吡虫啉、克百威和三唑磷的双特异性单克隆抗体。（3） 首次建立了吡虫啉半定量、可视化侧向层析免疫检测技术,检测时间7-15分钟,灵敏度为5ng/mL。基于抗免疫复合体噬菌体展示多肽,创建了苯噻菌酯竞争与非竞争噬菌体酶联免疫分析技术,对农药的IC50/SC50值分别为0.94和2.27ng/mL。利用双特异单克隆抗体,率先研发了甲基对硫磷和吡虫啉、克百威和三唑磷的双组分化学发光免疫检测技术,灵敏度可达0.1 ng/mL;首次建立了可视化噬菌体环介导等温扩增免疫检测技术,对8种有机磷农药的最低检测限达到2-128 ng/mL;创建了多重微珠阵列免疫检测技术,可同时检测三唑磷、克百威、毒死蜱,灵敏度达到0.024 ng/mL;创建了多阵列免疫芯片检测技术,可同时检测三唑磷、甲基对硫磷、克百威、毒死蜱、甲氰菊酯、百菌清、多菌灵等多种农药,灵敏度达到0.02 ng/mL。（4） 研发的产品包括单组份金标免疫试纸条10个,多组分金标免疫试纸条3个和ELISA试剂盒8个。试纸条检测限符合国家最大残留限量标准（GB2763－2014）的要求,假阳性率和假阴性率小于5%。试剂盒的主要参数（检测灵敏度、准确度、精确度）符合现行国家农药残留检测标准的要求。4.技术的成熟程度,适用范围和安全性本项目成果已形成农药残留快速检测试纸条和试剂盒产品,被广泛用于用于农产品生产、销售和市场监管以及科学研究中。5.应用情况及存在的问题自2010年始,本项目成果已被政府监管部门、农产品生产、销售企业和科研单位广泛应用于农产品生产、销售过程质量管控、市场监管以及科学研究中。近三年检测样品124.1万份,新增利润979.3万元,节约成本5671.82万元,挽回损失4.71亿元。6.历年获奖情况本项目成果曾获2016年中国植物保护学会科学技术一等奖,获奖项目名称为“农产品与环境中农药、重金属快速检测技术与产品”