20212023年我國真菌毒素檢測市場分析

　　 真菌毒素是嚴重危害人類健康和食品質量安全的一類天然毒素。我國對真菌毒素污染管控嚴格，先后四次頒布了食品中真菌毒素污染限量的強制性標準（GB 2761）。根據GB/T 5009，真菌毒素的主要檢測方法是液質聯用法（GC-MS）、液相色譜法（HPLC）、酶聯免疫、薄層色譜法等；而一些行業標準和快檢標準（KJ）又增加了膠體金免疫層析技術和時間分辯熒光免疫層析法等基于免疫檢測的快速檢測方法。免疫檢測被廣泛應用于市場監管和企業自檢的第一道安全防線，滿足現場快速篩查，市場需求極大。本文中，我們重點對2021~2023年我國真菌毒素檢測市場主要快速檢測技術進行分析和展示，幫助廣大用戶了解我國真菌毒素檢測技術及產品特點，也為客戶采購提供參考。

真菌毒素的概述

真菌毒素的種類

圖1 黃曲霉毒素形態圖

　　真菌毒素（Mycotoxin）一詞源于希臘語“Mykes”和拉丁語“Toxicum”，它是由產毒真菌在適宜的條件下產生的有毒代謝產物。而真菌是以產生孢子的方式繁殖的真核生物。我們常聽到、看到的“霉菌”并不是分類學上的名稱，是菌絲體發達而又不形成較大子實體的一部分真菌的俗稱。國內重點監管的真菌毒素主要包括黃曲霉毒素 B₁、B₂、G₁、G₂（Aflatoxins，AFB₁/ AFB₂/ AFG₁/ AFG₂）、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇[Deoxynivalenol，DON，又稱嘔吐毒素（vomintoxin）]、玉米赤霉烯酮 （Zearalenone，ZEN）、赭曲霉毒素A（Ochratoxin A，OTA）、T-2毒素（T-2 toxin）、展青霉素、伏馬菌素等。隨著技術的進步，而更多的真菌毒素的危害和檢測方法也引起人們的關注，如鉸鏈孢毒素等。動物食用被真菌毒素污染的飼料后，動物源性食品（如肉、奶、蛋）中就會含有對應真菌毒素的代謝物，最著名的是黃曲霉毒素B₁的代謝物黃曲霉毒素M₁。

真菌毒素污染的危害

　　真菌毒素污染是天然存在而不是人為作用的結果。據FAO報告，全球每年約有25%的農作物遭受真菌毒素的污染，其中2%的農作物因污染嚴重而完全失去營養價值和經濟價值，由此造成的直接或間接經濟損失達到數百億美元。

圖2 被黃曲霉毒素污染了玉米

　　真菌毒素常見暴露途徑是被污染的食品或飼料，被人或動物攝取。黃曲霉毒素因污染最為廣泛、對機體的危害最大而備受社會關注。1993年，黃曲霉毒素被世界衛生組織（WHO）的癌癥研究機構（IARC）劃定為Ι類致癌物。

　　受氣候、貯藏條件等的影響，我國是世界上被真菌毒素污染最嚴重的國家之一。我國每年因霉變而導致2500多噸糧食不能食用，出口糧食由于真菌毒素超過輸入國限量標準而遭警告或降低等級的現象時有發生。

　　真菌毒素不會輕易消失。用污染了的糧食加工成食品或飼料后依然含有真菌毒素；食用了被真菌毒素污染飼料的畜禽產生的動物源性食品，會含有真菌毒素代謝物。脫毒也是真菌毒素研究領域的一個重要分支。真菌毒素暴露會引發急性或慢性疾病（如癌癥）。需要強調的，食品單一而導致的長期低水平暴露不容忽視。

真菌毒素的限量標準

　　真菌毒素的危害已引起世界各國的重視，目前已有100多個國家/組織規定了食品中真菌毒素的限量。真菌毒素限量的設置與各國的經濟發展水平及經濟利益密切相關，是國際農產品貿易壁壘之一。一般來說，發達國家對真菌毒素限量水平要求極為嚴格，覆蓋種類也更為豐富；而發展中國家設立的真菌毒素限量大多較為寬松，種類比較單一，一些落后國家甚至沒有限量要求。對真菌毒素限量的強制性限定有助于推動真菌毒素檢測方法的發展。

　　我國在曾多次頒布食品中真菌毒素限量的強制性標準：GB 2761-1985、GB 2761-2005、GB 2761-2011及GB 2761-2017，規定部分真菌毒素在不同食品的限量。從1985年版只規定黃曲霉毒素到2017年對六大真菌毒素做出限量規定，而在正在修訂的GB2761征求意見稿中，又增加了伏馬毒素的限量。在GB 2761-2017中，將食品分為22大類，每大類下分為若干亞類，依次分為次亞類、小類等。國際上將常見的食品污染物在各種食品中的限量要求，統一制定公布為食品污染物限量通用標準。如CAC制定公布的《食品和飼料中污染物和毒素通用標準》，涉及食品污染物、毒素和放射性核素限量規定；歐盟委員會No 1881/2006指令，規定了食品中特定污染物（含真菌毒素）限量；澳新食品標準局公布的《食品法典標準》的1.4.1《污染物及天然毒素》中規定了特定的金屬和非金屬污染物、天然毒素限量。而我國對真菌毒素污染與食品其他污染分別在不同標準中做了限定，一定程度上，反映了我國對真菌毒素污染的重視。

真菌毒素的檢測市場

　　據Mordor Intelligence預測，真菌毒素全球檢測市場在未來11年內以7.5%的復合年增長率增長，而亞太地區在2018年至2028年期間以最高的復合年增長率增長。北美在 2021 年的市場份額最高。根據EMR預測，預計在2023-2028年期間，全球霉菌毒素檢測市場預計將以7.8%的CAGR值增長，到2026年將達到15.4億美元。

　　全球真菌毒素檢測市場份額占比最高是色質聯用法（LC-MS/GC-MS），其次是免疫分析方法，高效液相色譜（HPLC）法排名第三。

圖3 真菌毒素毒素檢測市場占比情況

真菌毒素的主要檢測技術

　　真菌毒素檢測技術主要包括以現代色譜、色質聯用法為代表的儀器分析方法及免疫檢測為代表的快檢方法等。其中，高效液相色譜法又包括柱前衍生和柱后衍生。在儀器分析前要進行待測物的提取，我們就先從樣本前處理開始，詳細介紹真菌毒素檢測市場的主要方法。

　　由于一種作物（食品）可能被多種真菌毒素污染, 因此實現對多種真菌毒素同時檢測或凈化的技術具有很高的應用價值。雖然真菌毒素的污染具有樣品選擇性，但真菌毒素種類繁多，污染對象包括谷物、飼料、果蔬、加工食品、調料和中藥材。

樣本前處理

　　（1）各類凈化柱

　　在樣本前處理的凈化過程中，需要用到各種凈化柱提取待測物，主要有固相萃取柱（SPE）、免疫親和柱（IAC）和多功能凈化柱。為滿足實際監測需要，目前的凈化柱由凈化一種或一類真菌毒素向多種類凈化發展。近年來IAC在國際和國內都比較熱門，是美國分析化學家協會（AOAC）、國際標準化組織（ISO）、歐盟標準（EN）及我國國家標準（GB）主要推薦的前處理方法。

圖4 免疫親和柱的凈化流程

　　食品或飼料樣品基質復雜，按照萃取的辦法提取，步驟繁瑣，時間長，而且提取效率不高。而免疫親和柱依據抗原-抗體結合原理，樣品溶液先過柱，再清洗、洗脫，可以獲得凈化效果很好的目標分析物溶液，極大的提高了檢測效率，并具有環境友好性。提取的分析物可直接用于儀器檢測。

　　國內IAC市場最初主要是由中檢維康代理的VICAM壟斷，在產品市場化的進程中，中檢維康推動了免疫親和柱聯用HPLC檢測的各類標準的制定。后來由北京華安麥科率先打破了國外產品的壟斷，成功開發了IAC柱和多種類的凈化柱（如ToxinFast@真菌毒素多功能凈化柱），其他如普瑞邦、伊萊莎、易瑞、中檢維康、蘇微、維德維康、勤邦等國內企業都開始柱子的研發和生產。IAC柱要用到大量的單克隆抗體，生產IAC柱的企業要維護成本就需要有生產單抗的能力和設備，即需要有SPF級動物房、細胞培養室等。國內的一些科研院所，也關注真菌毒素多功能凈化柱的研究，北京農林科學院質標所的王蒙研究員研制出3種高通量快速凈化農產品中真菌毒素的前處理凈化柱，并提出“一步凈化”理論，使檢測時間縮短了75%，成本降低了約80%。

圖5 普瑞邦生產的各類免疫親和柱

圖6 深圳易瑞生產的黃曲霉毒素B₁/B₂/G₁/G₂凈化柱

　　（2）自動化前處理設備

　　自動化前處理設備的技術原理，一些是基于固相萃取技術，另一些是基于免疫磁珠分離技術。免疫磁珠分離技術在上世紀末開始從應用研究走向產業化，并在近年來得到廣泛的應用。它是將免疫學反應的高度特異性與磁珠特有的磁響應性相結合，是一種特異性強、純化度高的免疫學檢測方法和抗原純化手段。

　　國內的一些企業，分別推出了自動化前處理設備，如中檢維康推出免疫磁珠自動工作站、普敦科技的全自動磁性固相萃取儀、萊伯泰科的SPE 1000全自動固相萃取系統等，都可用于真菌毒素污染樣本的前處理。因為每種樣品可能被不同的真菌毒素污染，所以前處理過程的統一是真菌毒素檢測的發展趨勢。

圖7 中檢維康的免疫磁珠自動工作站

真菌毒素的儀器分析方法

　　 在快檢技術得到充分發展和應用的今天，儀器分析作為具有一種法檢手段，在真菌毒素污染的確證實驗中具有不可替代的作用。

　　根據GB 2761，大多數真菌毒素的檢測限量是ng級的，對檢測儀器沒有特殊的要求，常規的熒光（或紫外）檢測器即可滿足限量要求。黃曲霉毒素是毒性最強的毒素，檢測限量也是最低的。基于HPLC的分析中，檢測黃曲霉毒素一般需要使用光學衍生器增加待測物的熒光信號，以獲得更為靈敏的檢測結果。因此，專注真菌毒素檢測試劑或設備的公司，常會生產或銷售光學衍生器。液相色譜配置的檢測器價格相對便宜，可以滿足基層或常規檢測的需求。

圖8 CLOVER光化學柱后衍生器

　　液質聯用儀可以實現更加準確的定量分析，而且可以作為非定向篩查的手段，發現更多類型的毒素污染。此外，液質聯用技術可以同時檢測多種真菌毒素污染，一些行標都推薦了液相串聯質譜檢測谷物或飼料中多種真菌毒素的方法。

　　能夠應用于真菌毒素液相色譜檢測的主要品牌：沃特世、安捷倫、島津、賽默飛、珀金埃爾默等，國內有華譜科儀等。

　　能夠應用于真菌毒素液質檢測的主要品牌有賽默飛、安捷倫、島津、沃特世、珀金埃爾默和SCIEX等。

真菌毒素免疫檢測技術及應用

　　（1）免疫檢測技術概述

　　免疫檢測試劑是根據抗原-抗體競爭性結合原理開發的定量或定性快檢產品。根據現行的《食品安全法》, 國家認可的快檢方法可以作為執法依據，由此極大縮減了檢測時間和提高了監管效率。早在2008年，由江蘇省微生物所有限責任公司起草的GB/T 17480推薦了酶聯免疫吸附法用于飼料黃曲霉毒素B1污染的檢測；而GB 5009.22（24）-2106把酶聯免疫吸附篩查法作為檢測黃曲霉毒素B族和G族（M族）的標準檢測方法。糧食行業標準在2015年將膠體金定量檢測技術納入標準中，而且即將頒布實施一系列時間分辨熒光免疫層析定量法。國家食藥局于2017年、2019年和2022年先后頒布了8個真菌毒素的快檢標準, 包括不同食品中嘔吐毒素、黃曲霉毒素B1和M1、玉米赤霉烯酮、赭曲霉毒素、T-2毒素、伏馬毒素的膠體金免疫層析法。這些都為免疫層析技術及產品在農業、糧油、食藥行業的應用提供了技術保障和標準依據，滿足田間、倉儲、流通環節等現場快速篩查需要, 有效保障了這些領域真菌毒素污染的監管和檢測, 在檢測方法上實現了歐美國家同步。相信隨著我國免疫層析技術的發展進步，有一天會登堂入室，躋身國標檢測方法的。

　　按照技術出現的時間順序，真菌毒素快檢產品體系主要包括酶聯免疫檢測試劑盒、膠體金檢測卡（試紙條）和時間分辨熒光定量檢測卡等。我國曾經有一批只專注于真菌毒素檢測試劑研發生產的企業，雖然目前無一不在拓寬檢測領域，以應對更為復雜的市場競爭，但也在一定程度上說明真菌毒素檢測在我國的規模化。

　　（2）酶聯免疫檢測試劑盒

　　近些年，酶聯免疫試劑盒在食品質量安全檢測領域的應用在縮減。究其原因是酶聯免疫吸附技術對實驗操作要求相對較高、費時、需要積累夠一定數量的樣本。而且近些年，糧食行業標準和國家市場監督管理局頒布、推薦的一系列快速檢測標準方法中，幾乎都是支持免疫層析技術的。但值得慶幸的是，酶聯免疫法檢測黃曲霉毒素B1和黃曲霉總量寫進了《中國藥典》（2020版第三部）中。中藥材真菌毒素污染是近些年大家關注的重點，而真菌毒素污染對中藥材質量安全的危害是非常致命的。

圖9 勤邦生物黃曲霉毒素B₁檢測試劑盒

　　事實上，ELISA試劑盒在飼料質量安全檢測中一直得到很好的應用，一旦檢測樣本超過十幾個，其檢測優勢是非常明顯的。河北伊萊莎生物技術有限公司是專注真菌毒素ELISA產品的公司之一，由其公司名稱伊萊莎取自ELISA可知。當然，談到真菌毒素ELISA檢測，依然不能缺少華安麥科、蘇微等老牌真菌毒素快檢企業。

圖10 蘇微的真菌毒素檢測試劑盒

　　（3）試紙條（檢測卡）

　　試紙條是真菌毒素快檢市場的主流產品，國外品牌主要有Romer （被帝斯曼收購）和Charm（中檢葆泰代理）；國內知名品牌有華安麥科、易瑞、武漢維士康、維德維康、勤邦、河北伊萊莎等。但不同廠家在技術上又存在一定差異。就檢測試紙條來說，以Charm為代表的膠體金產品是三條線，一條C線，兩條T線（其中一條為校準T線），最后根據T/C的比值來定量，通過雙T線保證產品的穩定性。其他廠家大多是兩條線，一條C線，一條T線，定量也是根據T/C值來確定。

　　根據LS標準，應用于糧食領域的真菌毒素檢測試劑需要實現定量檢測，這在一定程度推動了食品安全免疫層析產品由定性檢測向定量檢測發展。Charm在中國的代理公司曾推動制定了四大真菌毒素膠體金定量檢測技術的糧食行業標準 [LST 611（1~4）-2015年]。Charm膠體金定量檢測試劑最早進入我國糧油真菌毒素檢測市場，并在相當長的時間內處于壟斷地位，糧食真菌毒素定量試劑一度成為快檢產品中利潤最高的。后來隨著國內食品安全快檢廠家的發展壯大和技術進步，華安麥科首先分得了第一杯羹，其后更多的企業開始進軍糧油檢測市場，但也帶來同質化競爭，產品價格開始明顯下降。而在農業、市場監管等其他領域，免疫層析技術主要以定性為主，企業競爭的市場機會受技術壁壘限制較小。

圖11 Charm真菌毒素檢測卡、讀卡器和孵育器

　　試紙條需要在檢測前，加入樣品和金標抗體的孵育步驟，以克服檢測靈敏度不足的問題，這是試紙條與檢測卡的一個主要差異。因為真菌毒素檢測的前處理過程，往往稀釋倍數較高，對檢測靈敏度要求更高，所以真菌毒素試劑的產品形式更多是試紙條。

　　近年來，伊萊莎推出了基于乳膠微球試紙條、手機版云E測（相當于讀卡儀）和孵育器，實現對檢測過程最大程度的簡單化。值得重點強調的是，乳膠微球與抗體之間是化學鍵結合，抗干擾能力更強，穩定性和靈敏度更高，有利于建立穩定的檢測體系；乳膠微球的靈敏度雖略低于熒光微球，但檢測效果可視化、體系更加穩定、具有相對較寬的線性范圍。

圖12 伊萊莎乳膠微球真菌毒素免疫層析檢測體系

　　（4）時間分辨熒光定量檢測卡

　　雖然早在2014年，由李培武院士團隊起草的NY/T 2548-2014，推薦了時間分辨熒光免疫層析法檢測飼料及原料中黃曲霉毒素B1。但當時受產品等多種因素的限制，該標準推薦的技術并沒有在飼料檢測行業得到很好的貫徹和應用。

　　近年來，時間分辨熒光免疫層析定量法在糧油行業真菌毒素檢測領域發展迅速，代表性事件是“LS/T 6143-2023 糧油檢驗 谷物中黃曲霉毒素B₁的測定 時間分辨熒光免疫層析定量法”于2023年3月頒布，并將于同年9月實施。北京智云達科技股份有限公司作為LS/T 6143-2023唯一的試劑生產企業申請并參與了該標準的起草。該標準及后續一系列時間分辨熒光免疫層析技術LS/T的頒布實施，將結束持續8年的Charm為代表的膠體金定量檢測方法在糧食行業、尤其在招投標中的絕對優勢地位，雖然這兩種免疫層析技術將在未來相當長的時間內并行，但其時代意義不容忽視，甚至可以說，對國內真菌毒素試劑生產有關企業來說，這是一個跨越式的進步。

圖13 糧食行業標準“LS/T 6143-2023 糧油檢驗 谷物中黃曲霉毒素B1的測定 時間分辨熒光免疫層析定量法”文本首頁

　　時間分辨熒光定量檢測技術一般采用稀土元素銪（Eu³⁺）作為標記物，激發后熒光猝滅時間長，Stokes 位移寬達270 nm，通過時間分辨功能，消除背景熒光及激發光和發射光的互相干擾。Eu³⁺被聚苯乙烯納米微球包裹后，再用葡聚糖修飾微球表面，可以大大提升微球的穩定性和對可逆環境的抗干擾性。因此，熒光定量免疫層析技術具有準確度高，穩定性和精密度好，線性范圍寬等優點。時間分辨熒光檢測卡的批內、批間差小，檢測結果穩定，具有很高的檢測靈敏度，彌補了免疫層析技術在靈敏度方面的弱勢。但時間分辨熒光檢測卡存在檢測結果不直觀的缺點，需要必須借助儀器才能讀出。

　　圖 14 熒光微球示意圖

　　因為一種谷物可能被多種真菌毒素污染，統一前處理過程或統一提取液是真菌毒素快檢試劑發展的趨勢。而且提取液的主要成分也由過去的乙腈或甲醇，變成對免疫反應干擾小、環境友好的乙醇。

圖15 維德維康的時間分辨熒光定量檢測卡和檢測儀

　　時間分辨熒光真菌毒素定量檢測卡的廠家自上海飛測（南京微測）、蘇微、智云達等開始，逐步又出現了維德維康、廣東達元、北京納迅、勤邦生物、河北伊萊莎等廠家，而且隨著時間分辨熒光糧食行標的頒布實施，將會有更多的廠家會增加產品線。

圖16 伊萊莎生產的時間分辨熒光定量檢測卡

　　（5）檢測儀器和檢測箱

　　檢測卡的定量檢測結果需要依靠儀器讀出，讀卡儀內置標準曲線，可以直接得到待測樣品中真菌毒素的濃度。目前市場上讀卡儀兼具小型化、便攜化、數據聯網上傳，直接打印等特點，而且發展趨勢是多項目同時檢測。

　　圖17 北京納迅時間分辨熒光定量檢測儀器

　　在儀器小型化的基礎上，廠家從客戶需求著手，將包括前處理在內的整個檢測過程所需的設備耗材，諸如：檢測試劑、讀卡儀、孵育器、移液器、粉碎機、計時器及各種耗材整合成檢測箱，成為了一個移動的小型實驗室，檢測人員使用起來更加便利。

　　圖18 南京微測的檢測箱

　　（6）其他技術產品

　　真菌毒素快檢產品是食品安全領域最豐富的。除了上述的產品和技術外，還有北京熱景生物技術股份有限公司的上轉換化學發光檢測卡及拜發（biopharm）的化學發光成像檢測試劑。

圖19 熱景生物的上轉換發光檢測卡

　　（7）標準物質和標準品

　　真菌毒素標準物質是快檢產品開發和應用的前提，是檢驗快檢產品準確度的保障，也是儀器分析和應用必須的。真菌毒素標準物質應該是天然陽性樣本，不能簡單的由標準品+空白樣品制備。目前，只有很少的機構獲得真菌毒素標準物質資質，包括國家糧食和物質儲備局科學研究院和上海農科院。商業化銷售有證標準物質（或質控樣）主要有Romer公司和普瑞邦。此外，Romer和普瑞邦還擁有豐富的真菌毒素標準品，包括同位素內標。

圖20 Romer的真菌毒素標準品

圖21普瑞邦的真菌毒素標準品