
食品安全與動植物檢疫是保障公眾健康、維護生態安全的關鍵環節。近年來,食品市場中“牛肉摻馬肉”“羊肉摻鴨肉”“名貴中藥材以偽代真”等物種摻假問題頻發,不僅損害消費者權益,還可能引發過敏、食源性疾病等風險;同時,外來物種入侵(如紅火蟻、假高粱)及疫病載體物種(如攜帶禽流感病毒的野禽)的快速識別,也對檢疫檢測的時效性與準確性提出更高要求。
傳統物種鑒定方法存在明顯局限:形態學鑒定依賴專業經驗,無法識別破碎、加工后的樣本;普通PCR需電泳驗證,操作繁瑣且無法定量;進口熒光定量PCR儀則存在成本高、售后響應慢等問題。博清生物科技(南京)有限公司作為國產儀器代表,其研發的熒光定量PCR儀具有高性價比、適配國產試劑、操作便捷等特點。本研究通過建立標準化檢測體系,系統驗證該儀器在物種鑒定中的性能,為其推廣應用提供科研依據。
一、材料與方法
(一)實驗材料
1、樣本來源:實驗用牛肉、豬肉、羊肉、雞肉、三文魚、鱈魚、西洋參、人參等樣本均采自當地農貿市場;檢疫截留樣本(疑似攜帶外來物種卵的木材、進口凍品)由當地海關提供。
2、試劑:動物基因組DNA提取試劑盒、植物基因組DNA提取試劑盒、2×TaqMan? Probe qPCR Mix、目標物種特異性引物與探針。
3、儀器:博清生物熒光定量PCR儀、超微量分光光度計、高速離心機。
(二)實驗方法
1、樣本前處理與DNA提取
肉類/水產品樣本:取50mg組織,經液氮研磨后,用動物基因組DNA提取試劑盒提取總DNA,操作嚴格遵循試劑盒說明書。
中藥材樣本:取100mg粉末,用植物基因組DNA提取試劑盒去除多糖、多酚干擾,提取總DNA。
檢疫樣本:木材樣本刮取表面粉末,凍品樣本取100mg組織,按對應試劑盒提取DNA。
用超微量分光光度計檢測DNA純度(A260/A280值1.8~2.0為合格)與濃度,并用無酶水稀釋至100ng/μL備用。
2、引物與探針設計
以物種保守基因序列為靶點,通過NCBI數據庫比對,設計特異性引物與TaqMan探針,確保僅對目標物種產生熒光信號,無交叉反應。
3、qPCR反應體系與程序
反應體系(20μL):2×TaqMan Probe qPCR Mix 10μL,上游引物(10μmol/L)0.8μL,下游引物(10μmol/L)0.8μL,探針(5μmol/L)0.4μL,DNA模板2μL,無酶水6μL。空白對照以無酶水替代模板,陰性對照以非目標物種DNA為模板。
反應程序:預變性95℃ 30s;擴增階段40個循環(95℃ 5s,60℃ 30s,熒光信號采集于60℃階段);溶解曲線分析(60℃→95℃,升溫速率0.1℃/s)。
4、儀器性能驗證
特異性驗證:以目標物種與非目標物種DNA為模板,檢測熒光信號,判斷是否存在交叉反應(Ct值>38或無擴增為陰性)。
靈敏度驗證:將目標物種標準質粒(濃度10?~101copies/μL)梯度稀釋,檢測最低檢出濃度,分析Ct值與濃度的線性關系(R2≥0.99為合格)。
重復性驗證:對同一標準品進行3次平行實驗(批內重復),連續3天檢測(批間重復),計算CV值(CV<5%為合格)。
實際樣本檢測:對100份市場盲樣(宣稱“純牛肉丸”“進口三文魚”等)及50份檢疫截留樣本進行檢測,與對照設備熒光定量PCR儀的結果比對,計算準確率。
二、結果與分析
(一)特異性結果
博清生物熒光定量PCR儀對目標物種(牛肉、三文魚、西洋參)均產生明顯熒光擴增曲線(Ct值22~28),非目標物種(豬肉、鱈魚、人參)及空白對照均無擴增(Ct值>38),特異性達100%。表明該儀器可通過特異性引物-探針體系,精準區分目標物種與干擾物種,避免假陽性。
(二)靈敏度結果
目標物種標準質粒濃度在101~10?copies/μL范圍內,Ct值與濃度呈良好線性關系(R2=0.998~0.999),最低檢測限為101copies/μL。該靈敏度可滿足微量摻假檢測需求(如牛肉中摻5%以下馬肉)及檢疫中低濃度樣本(如昆蟲卵、微量組織)的識別。
(三)重復性結果
批內重復實驗中,各濃度標準品的CV值為0.8%~1.5%;批間重復實驗中,CV值為1.2%~1.8%,均小于2%。表明博清生物儀器的檢測穩定性優異,數據可靠性高,可滿足實驗室常規檢測的重復性要求。
(四)實際樣本檢測結果
100份市場盲樣中,博清生物儀器檢出8份摻假樣本(如“牛肉丸”摻豬肉、“西洋參”摻人參),與進口儀器檢測結果完全一致,準確率100%;50份檢疫截留樣本中,檢出3份攜帶外來物種(如木材中檢出天牛卵DNA),準確率96%(2份因樣本DNA降解導致假陰性,進口儀器同樣未檢出)。整體實際樣本檢測準確率達98%,且單輪反應耗時1.5小時,較傳統PCR(3~4小時)效率提升50%以上。
三、討論
本研究證實,博清生物熒光定量PCR儀在物種鑒定中具備“三高一快”優勢:
(一)高特異性:基于保守基因的引物-探針設計,結合儀器精準的溫度控制(溫控精度±0.3℃),有效避免交叉反應,解決了“近緣物種難區分”的問題(如牛肉與馬肉、西洋參與人參)。
(二)高靈敏度與重復性:最低檢測限達101copies/μL,可檢測微量摻假或低濃度檢疫樣本;CV值<2% 的穩定性,確保不同批次、不同操作人員的檢測數據一致,符合實驗室質量控制要求。
(三)高效率:1.5小時完成單輪檢測,且儀器支持96孔板同時運行,可滿足批量樣本篩查需求(如食品企業原料驗收、海關集中檢疫),較傳統方法大幅縮短檢測周期。
與進口儀器相比,博清生物儀器還具有明顯的成本優勢:儀器采購成本降低40%~50%,適配國產試劑(價格僅為進口試劑的1/3),且售后響應時間<24小時,更適合基層實驗室及中小企業推廣應用。
本研究仍存在局限:目前僅驗證了12種常見物種的檢測體系,未來需擴展更多物種(如珍稀動物、外來入侵植物)的引物-探針庫;針對高脂肪、高色素樣本(如動物內臟、深色中藥材)的DNA提取干擾,需進一步優化前處理方法。后續可結合多重qPCR技術,實現“一次反應檢測多種物種”,進一步提升檢測效率。
博清生物科技(南京)有限公司研發的熒光定量PCR儀在食品安全物種摻假檢測與動植物檢疫物種鑒定中,表現出高特異性、高靈敏度、高重復性與高效率的綜合性能,且成本可控、操作便捷。該儀器可作為國產替代方案,廣泛應用于食品生產企業、市場監管部門、海關檢疫機構等場景,為保障食品安全與生態安全提供有力的技術支持。





