“物联网+微流控芯片”为食品安全护航
2016-01-27 20:20:23   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

近日，『第十七届“微言大义”研讨会：微流控技术及应用』在上海IC咖啡举办，本次会议由麦姆斯咨询、IC咖啡、中国传感网国际创新园、上海市物联网行业协会主办。来自微流控及生物芯片企业、生物医疗厂商、研究院所、学校和投资机构等150余人参与了本次研讨会，杭州霆科生物科技有限公司（以下简称：霆科生物）总经理叶嘉明做了题为《基于微流控芯片和物联网技术的新一代食品安全监管系统》的报告。

霆科生物总经理叶嘉明演讲

首先，叶总介绍了浙江清华长三角研究院详细情况。该院是在习近平同志亲自谋划、直接推动、大力支持下创建起来的新型创新载体。是浙江省人民政府和清华大学共同组建的，实行自收自支、企业化管理的正厅级事业单位。是浙江省实施“引进大院名校，共建创新载体”战略的先行者、引领者。研究院总部设在嘉兴科技城内，在杭州、宁波设有分中心。其微流控芯片研发实验室配备了芯片研发中心、芯片加工实验室、芯片检测实验室、激光雕刻机、精密数控机床、热压机和3D打印机等一系列实验室和相关设备。

浙江清华长三角研究院的微流控芯片研发实验室

依托浙江清华长三角研究院技术平台，叶总及其研发团队在2014年1月创立微流控芯片产业化公司霆科生物。该公司是一家集食品安全快速检测类仪器、试剂、软件的研发及生产为一体的高科技企业，为客户提供基于微流控芯片技术的食品安全快速检测及监管的整体解决方案。

叶总指出，微流控芯片的应用领域正在从医疗诊断向食品安全检测、环境监测领域扩展。

业界普遍认为POCT最大市场在医疗诊断行业，国外产品垄断该市场，如Agilent 2100 Analyzer、Abbott血气分析仪、BioRad微滴式数字PCR等；国内产品则还处于起步阶段，如博奥生物微流控芯片核酸分析仪；业内缺乏“杀手锏应用”级别的产品，或许在中国，食品安全能够成为具备“中国特色”的“杀手锏应用”。

据研究数据显示，未来中国食品安全检测领域的分析仪器，潜在市场空间在7450亿元以上，耗材消耗每年高达500亿元。然而，当前我国食品安全市场监管层面上缺乏快速检测、有效监管的机制。农贸市场中食品安全问题屡屡出现，在各种副产品、水产品以及农产品等等商品云集的市场中，农贸市场食品安全管理却往往不够到位。数据上传分析功能自动化程度欠缺，检测信息系统网络化建设程度不高，缺乏大范围内的统一信息管理平台，使得监管部门对农贸市场食品安全的管理监督有一定的难度。针对上述两大难题，霆科生物做了两件事，一是利用微流控技术解决农产品的快速检测，二是利用物联网技术来随时随地监管监控食品安全。

霆科生物研制出微流控农药残留快速检测系统的两大产品，产品一：全自动、高通量农残快检系统，该系统利用酶抑制反应和吸光度检测技术，传统农残速测仪检测流程需要五个步骤，十几步操作，霆科生物的全自动高通量农残快检系统1张芯片可以一次性检测12个样品，全过程小于15分钟。产品具有以下几大优势：
* 全自动：加样后“一键搞定”；
* 高通量：平行化处理6~24个样本；
* 人员要求：非与业人员；
* 低成本：1元/样本；
* 简便：预存试剂、无需配制。

该系统可以满足批量筛查需求，应用于农贸市场、农产品批发市场、超市、机关食堂。

为了解决监管问题，霆科生物将全自动、高通量的微流控芯片农残快速检测系统与物联网技术相结合，所测得的数据可以通过公示屏、农产品安全物联网监管平台及手机APP进行查询和监管，方便农贸市场、机关、学校、企业食堂、食品加工企业、农产品种养殖基地等随时随地监管数据。

全自动、高通量农残快检系统结合物联网监管平台

产品二：手持式农残现场快检系统，该快检系统的大小、形状和笔差不多，产品具有以下几大优势：
* 简便：快速进样分析；
* 便携：笔式分析仪；
* 准确：密闭的芯片流体通道中溶液反应更均匀，精密光度检测仪保证检测精度与准确性；
* 快速：10分钟出结果；
* 成本：<1元/样本；
* 人员：非专业人员。

该系统可以满足农残现场快速检测的需求，应用于工商现场执法人员、农产品种养殖企业、家庭。

手持式农残现场快检系统

这两种产品具有极大的市场容量，我国的四级检测机构有23000家，食品加工企业大约50万家，农贸市场大约10万家，还有食堂、种植户、家庭等数据未完全统计。这些加工企业中，超过90%比例的是小企业，就是这些小企业供给着老百姓日常消费的大部分食品。而这些小企业的食品原料来源不稳定，公司、农户、个体都有，食品原料质量的良莠不齐造成食品安全问题不断。近些年来，国家相继出台政策规范食品企业生产，要求企业增强检测能力，但是这些小企业中有能力配备标准中要求的大型分析仪器的并不多，而食品安全快速检测技术和产品恰好能化解这种矛盾。同时一些大型食品企业处于成本的考虑也在大规模使用食品安全快速检测产品。政府的基层执法单位也是食品安全快速检测产品的客户群。国家设计检测体系和检测环节是按国家部委、省(自治区)、市、县、乡镇、基层设计，检测能力梯度依次递减，在乡镇和基层等执法单位推荐使用快速、简单、便携的快速检测产品，主要做筛查防范作用。我国约有3000左右的县级行政单位，乡镇数量过万，食品安全快速检测产品具有很大的市场空间。

面对如此巨大的市场，叶总对未来3年的销售做出了积极预测，2016年，预计全自动、高通量农残快检系统将销售1000套以上，销售额达到3000万左右，配套芯片销售额为864万左右。手持式农残现场快检系统销售额将达到200万左右，配套芯片销售额为180万左右。

未来，霆科生物也将以微流控芯片技术为核心，依托产学研重要平台，汇聚产业要素，打造技术、资本、市场专业化运营团队。虽然成立不久，但是霆科生物已经荣获多项荣誉并且获得多个专利资质，同时承担多个国家重大仪器专项。叶总指出，除了医疗诊断、食品安全领域，微流控芯片便携式快速检测系统也将进行环境监测领域的研发。

最后，叶总小结了微流控芯片产业化的几大关键问题：

（1）技术：需要解决微流控芯片批量生产工艺（微加工、键合、表面修饰）；

（2）人才：急需多学科交叉人才、企业研发人员、专业化市场人员进行微流控芯片产品的开发及推广；

（3）产品：急需具有“杀手锏应用”特征的微流控产品引领行业市场；

（4）资本：需要有长远目标的资本或金融机构的积极介入与扶持；

（5）政策支持、强强合作：具有强大研发实力的企事业单位和丰富技术积累的科研院所鼎力合作）。

微流控芯片是挑战，也是机遇。未来十年、二十年内，微流控芯片注定成为一种被深度产业化的科学技术。国家政策层面逐步推进，老百姓对食品安全越来越重视，微流控技术不断发展，制约食品安全快速检测产品发展的问题正在逐步得到解决，未来的食品安全快检市场必将焕发勃勃生机。相信随着时间的推移，食品安全、环境监测等与我们日常生活息息相关的研究领域将走进每个人的生活，为大家带来更多便利。

微流控芯片——注定要被深度产业化的科学技术