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盤點(diǎn)丨2022上半年這些領(lǐng)域檢測技術(shù)“上新”
2022年07月07日 10:45:43
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：江魚 點(diǎn)擊量：5438
化工儀器網(wǎng)站盤點(diǎn)了2022上半年六個領(lǐng)域的新興檢測技術(shù)，瞭望各領(lǐng)域的發(fā)展方向。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】 檢測檢驗(yàn)是我國質(zhì)量體系建設(shè)中的重要組成部分，更是推動產(chǎn)業(yè)升級、提升產(chǎn)品質(zhì)量的“催化劑”，其影響著整個經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展質(zhì)量和進(jìn)程，重要性不言而喻。
早在2021年，市場監(jiān)管總局就進(jìn)一步深化改革促進(jìn)檢驗(yàn)檢測行業(yè)做優(yōu)做強(qiáng)發(fā)布相關(guān)文件，明確指出進(jìn)一步深化改革、做優(yōu)做強(qiáng)檢驗(yàn)檢測行業(yè)，堅(jiān)持把創(chuàng)新作為驅(qū)動檢驗(yàn)檢測發(fā)展的第一動力，完善檢驗(yàn)檢測創(chuàng)新體系，加強(qiáng)共性技術(shù)平臺建設(shè)，提升自主創(chuàng)新能力，推動行業(yè)向?qū)I(yè)化和價值鏈高端延伸。
當(dāng)前，社會加速發(fā)展，技術(shù)車輪滾滾向前，檢測檢驗(yàn)技術(shù)不斷更新，行業(yè)細(xì)分領(lǐng)域持續(xù)擴(kuò)增眾多。科技是第一生產(chǎn)力，創(chuàng)新是進(jìn)步的不竭動力。新興檢測檢驗(yàn)技術(shù)的研究發(fā)現(xiàn)、應(yīng)用推廣形成高質(zhì)量發(fā)展的道路，其提高多個行業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展能力的同時，穩(wěn)住經(jīng)濟(jì)根基，增加產(chǎn)業(yè)附加值，供給經(jīng)濟(jì)動力。
化工儀器網(wǎng)站盤點(diǎn)了2022上半年六個領(lǐng)域的新興檢測技術(shù)，瞭望各領(lǐng)域的發(fā)展方向。
生態(tài)環(huán)保：檢測技術(shù)推動可持續(xù)發(fā)展
抗生素就是指由微生物或高等動植物在生活過程中所產(chǎn)生的具有抗病原體或其他活性的一類次級代謝產(chǎn)物，能干擾其他生活細(xì)胞發(fā)育功能的化學(xué)物質(zhì)。早在19世紀(jì)，抗生素的誕生提高了人類對抗細(xì)菌感染的能力。但隨著抗生素濫用，其不僅在醫(yī)療領(lǐng)域，甚至滲透在生態(tài)環(huán)境中，威脅著人類健康。
如何有效檢測并去除環(huán)境中的抗生素已成為生態(tài)環(huán)保的研究要點(diǎn)。山東大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)制備初有機(jī)—無機(jī)雜化的倍半硅氧烷基近紅外多孔聚合物，利用倍半硅氧烷對其進(jìn)行化學(xué)改性來制備有機(jī)—無機(jī)雜化的倍半硅氧烷基近紅外多孔聚合物，實(shí)現(xiàn)了分子水平復(fù)合，解決了此前有機(jī)近紅外分子存在的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性差、亮度低、光穩(wěn)定性差等問題，同時解決了物理共混中有機(jī)染料容易從二氧化硅基體中泄露的問題。
通過紅外半導(dǎo)體發(fā)光材料的激發(fā)帶與抗生素的紫外吸收帶相重合，由于內(nèi)濾效應(yīng)進(jìn)而對抗生素進(jìn)行檢測，無損快速檢測重金屬離子、硝基化合物、染料以及抗生素等微量污染物。
農(nóng)業(yè)農(nóng)村：檢測技術(shù)賦能現(xiàn)代農(nóng)業(yè)
草甘膦是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中普遍使用的一種廣譜除草劑，其除草效果好、毒性低、價格便宜，且在土壤中易分解，是重要的有機(jī)磷農(nóng)藥。然而草甘膦雖然毒性較低，但過度使用仍出現(xiàn)了農(nóng)產(chǎn)品中草甘膦殘留量超標(biāo)問題。
如何加強(qiáng)農(nóng)產(chǎn)品中有機(jī)磷農(nóng)殘檢測？中科院合肥研究院固體所能源材料與器件制造研究部研究團(tuán)隊(duì)利用比率熒光納米傳感器研發(fā)出可快速定量檢測環(huán)境和食品中草甘膦的可視化傳感平臺，解決了氣相色譜-質(zhì)譜法、毛細(xì)管電泳法、酶聯(lián)免疫分析法的操作復(fù)雜、檢測時間長的問題。
該款傳感器由藍(lán)色碳點(diǎn)(CDs)和金納米團(tuán)簇(Au NCs)構(gòu)成，當(dāng)草甘膦與碳點(diǎn)反應(yīng)時，聚集誘導(dǎo)猝滅(ACQ)導(dǎo)致碳點(diǎn)的藍(lán)色熒光快速猝滅，而金納米團(tuán)簇的橙色熒光保持不變。由于該傳感器不依賴于酶，僅通過熒光色度變化，所以在極短時間(2秒)內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)對草甘膦的快速可視化響應(yīng)及讀數(shù)檢測，檢測限(LOD)低至4.19 nM，遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)。
生物分子：檢測技術(shù)力破細(xì)菌感染
伊麗莎白菌屬細(xì)菌是非發(fā)酵革蘭陰性桿菌，廣泛存在于自然環(huán)境中，易引起腦膜炎、菌血癥、肺部感染等疾病。此外，伊麗莎白菌對頭孢類、碳青霉烯類、氨基糖苷類等各種抗菌藥物均有很高的耐藥性，一旦感染則難以根治。
中科院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合浙江中醫(yī)藥大學(xué)等開展了單細(xì)胞拉曼光譜—重水標(biāo)記聯(lián)用技術(shù)的伊麗莎白菌屬細(xì)菌快速藥敏檢測，為臨床合理用藥有效控制感染提供依據(jù)。
具有代謝活性的伊麗莎白菌代謝氘元素后，其拉曼光譜中的C-H特征信號有一部分偏移產(chǎn)生C-D信號，表現(xiàn)出明顯的拉曼峰。研究人員分析拉曼光譜中C-D峰和C-H峰的比值，即可判斷細(xì)菌在不同抗生素條件下的代謝活性，反映細(xì)菌藥敏情況。該種檢測技術(shù)僅需檢測菌種的敏感、中介和耐藥的三個折點(diǎn)濃度下的代謝指數(shù)是否降至陰性對照的70%以下就能夠準(zhǔn)確判斷耐藥菌的耐藥特征，縮短了報(bào)告時間。
食品安全：檢測技術(shù)保障食品安全
沙門氏菌是常見的食源性致病菌，目前已發(fā)現(xiàn)2500多種不同類型的沙門氏菌，其中1400余種會致使使用者出現(xiàn)中毒反應(yīng)。目前，我國的細(xì)菌性食物中毒有70%到80%是由沙門氏菌引起的。沙門氏菌的快速檢測篩查是預(yù)防和控制沙門氏菌感染、保障食品安全的關(guān)鍵。
中國農(nóng)業(yè)大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)以微流控芯片為基礎(chǔ)研發(fā)了一種不需要任何外部電源的生物傳感器，利用滑動多位閥進(jìn)行流體通道選擇和利用一次性注射器進(jìn)行流體轉(zhuǎn)移操作，實(shí)現(xiàn)了鼠傷寒沙門氏菌的快速靈敏檢測。
該項(xiàng)快檢技術(shù)解決了聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)以及酶聯(lián)免疫吸附測定(ELISA)等方法培養(yǎng)法檢測時間長，PCR法核酸提取操作復(fù)雜，ELISA法檢測靈敏度低等多個問題。該生物傳感器可在 45 分鐘內(nèi)檢測 4.4×10^1 - 4.4×10^6 CFU/mL的沙門氏菌，檢出限為44 CFU/mL，實(shí)現(xiàn)沙門氏菌的定量檢測。
醫(yī)療衛(wèi)生：檢測技術(shù)實(shí)現(xiàn)抗原直檢
破傷風(fēng)是常和創(chuàng)傷相關(guān)聯(lián)的一種特異性感染。破傷風(fēng)梭菌經(jīng)由皮膚或黏膜傷口侵入人體后，在缺氧環(huán)境下生長繁殖，產(chǎn)生毒素侵襲神經(jīng)系統(tǒng)中的運(yùn)動神經(jīng)元，從而引起肌痙攣。
破傷風(fēng)潛伏期通常為7～8天，可短至24小時或長達(dá)數(shù)月、數(shù)年。由于破傷風(fēng)的臨床表現(xiàn)較為特異，尤其癥狀典型時診斷不難，因此難點(diǎn)在于早期診斷。
我國科學(xué)家開發(fā)出破傷風(fēng)毒素抗原檢測技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)快速、靈敏、準(zhǔn)確、直接檢測破傷風(fēng)毒素。
研究人員將識別破傷風(fēng)毒素的適配體與基于碲化鎘量子點(diǎn)的陽離子交換反應(yīng)、DNA模板化的銅納米粒子和三重并聯(lián)雜交鏈?zhǔn)椒磻?yīng)集成，開發(fā)出均相二維可視化和熒光分析方法，使得熒光模式下破傷風(fēng)類毒素的檢測限低至0.25 fg/mL，裸眼可視化檢測限低至1 fg/ mL。
這一新技術(shù)解決了采用酶聯(lián)免疫吸附測定法間接檢測破傷風(fēng)抗體的操作繁瑣、易受到個體健康狀況影響等多個問題，為破傷風(fēng)的臨床診斷提供即時快速檢測辦法。
新興材料：檢測技術(shù)破解無損檢測密碼
中紅外探測與成像在材料檢測等眾多領(lǐng)域都有重要應(yīng)用，而實(shí)現(xiàn)單光子量子極限的超靈敏中紅外測控仍頗具挑戰(zhàn)。然而，現(xiàn)存上轉(zhuǎn)換探測方案受相位匹配限制，信號接收角較小，難以實(shí)現(xiàn)寬視場成像，是當(dāng)前阻礙該技術(shù)向更廣泛應(yīng)用推進(jìn)的最主要瓶頸之一。
重慶兩江協(xié)同創(chuàng)新區(qū)的華東師范大學(xué)重慶研究院在紅外靈敏成像領(lǐng)域提出了基于啁啾極化晶體的上轉(zhuǎn)換廣角成像新方法，實(shí)現(xiàn)了寬視場、超靈敏、高幀頻的中紅外光子成像，實(shí)現(xiàn)材料無損檢測、無損探傷。
研究院課題組利用啁啾極化鈮酸鋰晶體實(shí)現(xiàn)了不同角度入射信號的自適應(yīng)相位匹配，獲得的接收角較傳統(tǒng)方案提升了至少提高了十倍，解決了長期以來上轉(zhuǎn)換成像技術(shù)面臨的視場范圍受限的瓶頸。同時，該團(tuán)隊(duì)結(jié)合同步脈沖泵浦技術(shù)與窄帶高效濾波技術(shù)有效壓制背景噪聲，獲得了單光子水平極低照度下的超靈敏中紅外大視場成像。
(資料來源：中國科技網(wǎng)、中國科學(xué)院、人民網(wǎng)、科學(xué)網(wǎng)等)
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