针对重金属Pb2+现场快速检测技术缺乏的问题，本专利研发了一种可对重金属Pb2+快速灵敏检测的生物传感技术，可配合智能手机APP扫描直接读取检测结果，结果稳定、灵敏度高、操作简便、成本低廉，易复制，可推广。

【所属领域】

食品安全、环境监测、医疗诊断

【项目简介】

当前农残类污染物已有商业化的试纸条快速检测产品，并已经形成国家/行业标准应用于各行各业，但针对重金属污染物，尚未形成可商业化的产品，究其原因是当前对重金属离子特异性识别的核心适配体材料DNAzyme仍存在热力学及化学性质不稳定性的问题，极大地限制了它们在复杂样品和极端环境下的应用。

本专利通过解决微量重金属Pb2+有毒污染物传感检测中的技术痛点，为发展微量重金属有毒污染物快速生物传感检测技术提供支撑。本发明创新性地提出了一种简单且通用的方法来制备高度稳定的环状DNAzyme，制备的DNAzyme可以在较宽的温度范围（4-65℃）、盐浓度（＞100mM）和pH（5.0-9.0）范围下都具有良好的催化性能。基于该DNAzyme对Pb2+的高度依赖性（只有在Pb2+存在下才显示催化活性），设计构建了超灵敏的Pb2+生物传感器，通过裸眼观测颜色变化可即可进行分析，全程只需要5 min，检出限低至0.002 mg/kg。并实现了复杂基质（食品、环境）样品中Pb2+的准确定量分析，检测结果与大型仪器ICP-MS检测结果一致。

图1 A 环状DNAzyme制备原理图；C Pb2+检测信号变化裸眼观测图；F Pb2+检测特异性

【应用情况】

该技术定位食品安全、环境监测、医疗诊断市场，为水、土、气、食品、血液等样品中微量Pb2+有毒污染物快速生物传感检测关键技术，包括耗材与试剂盒的制备方法，是现有实验室分析技术的有益补充。该技术可拓展衍生的试剂盒测试产品及测试耗材、检测相关技术服务等方式均可能占据市场。

本专利不仅为高稳定性的生物传感器开发提供了新思路，而且在开发灵敏、便携和快速地适用于现场实时Pb2+检测的方法装置方面展示出广阔的前景，为现场环境(家用环境、工厂环境、田间地头)复杂基质样品（水体、农产品、土壤等）中Pb2+的原位快速灵敏检测提供了极大的可行性，在环境监测、食品安全以及医疗诊断等众多领域都有广阔的应用前景。

【合作需求】

(1) 寻求在食品安全、环境监测、医疗诊断系统研发、生产和销售及运营服务的企业开展技术研发合作；

(2) 寻求在生态环境、食品安全、市政等政府部门或事业单位及受环保部门、市场监管部门重点监管的污染源企业的环境监测、食品安全相关应用场景对接资源。

【研发团队】

本发明由农业农村部环境危害因子风险评估团队多名科研人员共同研发。依托农业农村部环境质量监督检验测试中心（天津）、农业农村部农产品质量安全环境因子风险评估实验室（天津）、农业农村部农产品质量安全环境因子控制重点实验室等多个国家级平台，团队多年来围绕产地环境和农产品质量安全开展环境因子快速筛查与甄别、环境因子对农产品质量安全风险评估等方面开展了系列的研究工作。参与多项产地环境风险评估、全国土壤普查等国家级项目，开发了系列用于农产品质量安全监管的检测技术、标准物质、检测设备等，团队已有相关专利进行了技术转化，标准物质产品及检测技术应用涵盖全国，并因转化成果优异获得中国农科院2021年度成果转化优秀团队奖。

【联系人】

王老师（邮箱 hbscgzh@163.com 电话 022-87431316）

姜老师（邮箱 jianghongxin@caas.com 电话 15202209096）