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食品安全快检技术创新助力舌尖上的安全

贾倩 路浩知识产权联盟

近日,国家食品药品监督管理总局在组织开展打击食品违法添加执法行动中,发现35家餐饮服务单位经营的食品中含有罂粟碱、吗啡等罂粟壳成分,存在涉嫌违法添加行为。近年来,食品安全事件频频进入公众视野,从苏丹红鸭蛋、三聚氰胺奶粉到毒生姜、毒豆芽、瘦肉精猪肉直至日前的罂粟壳违法添加事件,食品安全受到人们越来越多的关注。俗话说“民以食为天,食以安为先”,一次次食品安全事件为舌尖上的安全敲响了警钟。

   2015年4月24日,被称为“史上最严”的《中华人民共和国食品安全法》由中华人民共和国第十二届全国人民代表大会常务委员会修订通过,并于2015年10月1日起施行。一系列规定和举措的出台,体现出了政府对食品安全的关注和重视。除了政策及法规的保障,毫无疑问,食品安全更需要相关检测技术作为坚实后盾。其中,成本低、快速、便携的快检技术和产品受到人们的青睐,并引发了业界企业和科研院所的研发热潮。

   一、食品安全快检技术及产品的发展历程

   食品安全快检技术主要包括化学和生物分析技术。化学分析技术主要指化学检测试剂盒(试纸、卡)和电化学传感器等;生物方面包括免疫学方法、分子生物学技术、生物传感器技术和生物芯片。

   食品安全快检产品经历了从20世纪80年代最早的试纸发展到当今的便携式仪器,经历了5个阶段的变革:快速检测试剂(包括试剂盒和试纸);快速检测箱(包括试剂盒、试纸及辅助工具);快速检测仪器(读数仪和辅助仪器);快速检测箱(包括试剂盒、试纸、辅助工具、读数仪器及辅助仪器);快速检测车。检测项目从简单的几个项目的检测发展到上百个项目的检测。

   随着相关技术的发展成熟,酶联免疫技术、生物芯片技术和生物传感器技术这三种技术已成为当今新型食品安全快检技术的代表,他们的含义及特点详见表1。

   本文即选择这三种技术为研究对象,利用专利信息分析手段,从各技术总体发展趋势、国内外主要申请人、国内市场主要食品安全快检产品以及食品安全快检技术发展趋势这几个视角出发,对食品安全快检技术专利进行了深度剖析。

   二、依托酶联免疫技术的酶联免疫试剂盒(ELISA试剂盒)已经成为食品安全快检领域的主导产品

   随着人们知识产权保护意识的提升,申请专利已经成为发明人保护核心技术和企业增强市场竞争优势的常用手段。专利信息作为集技术信息、法律信息、经济信息为一体的重要信息源,正在越来越被人们所重视。通过对专利信息的分析,可以跟踪最新技术动态,考察行业的技术走向和竞争对手的重要技术。

   笔者对上文中提到的三种快检技术进行专利检索,得到酶联免疫相关中国专利文献437件、全球570项;生物芯片相关中国专利文献155件,全球229项;生物传感器相关中国专利文献173件,全球282项。

   笔者对酶联免疫食品安全快检技术进行专利分析,如图1所示,该技术的相关专利起源较早,20世纪80年代即出现了相关专利,2002年前发展比较缓慢,之后随着瘦肉精猪肉、三聚氰胺奶粉等食品安全事件的曝光,酶联免疫技术在食品安全检测中的应用受到越来越多的关注,2002-2007年该技术得到平稳发展,2007年后该技术进入快速成长期,相关专利申请显著增加,到2012年达到该技术专利申请量峰值95项,之后增长趋势减缓。

   生物传感器食品安全快检技术出现的时间与酶联免疫食品安全快检技术相当,但其发展一直比较缓慢,从2004年后,其增长速度显著加快,近年来其专利量一直稳步攀升,并呈现进一步快速增长的趋势。

   生物芯片食品安全快检技术发展最晚,2000年后才出现相关专利,之后呈现突增趋势,在2001年和2003年分别达到了53项和48项的峰值,对这两个时段的相关专利进行分析,发现其内容主要集中在转基因农产品和食品卫生检测两个方面,这与当时基因组学和转基因技术的发展密切相关;后续受转基因食品安全性争议、技术壁垒、研发成本高等因素影响,该领域相关专利申请回落,呈现缓慢发展态势。

   比较三种食品安全快检技术,可见酶联免疫技术从起源到发展过程的积累均比较深厚,从专利量也可以看出,酶联免疫食品安全快检技术具有明显优势。根据专利申请与市场产品之间的关系,可以看出目前酶联免疫技术是主要的食品安全快检技术,依托酶联免疫技术的ELISA试剂盒产品在食品安全快检产品中占据主要地位。

   对三种食品安全快检技术的全球专利进行地域分析(图2-4),由图可见,这三种快检技术的相关专利主要集中在中国市场,一般来说,申请人只有在对某国市场有预期的情况下,才会在该国申请专利,因此专利申请量这一数值可反映各国市场的相对受关注程度。由此可见,中国是这三种食品安全快检技术的主要市场,这与中国近年来食品安全事件的频发及中国政府和民众对食品安全的重视有密切关系。

   三、北京勤邦、博奥生物、飞利浦引领国内食品安全快检领域核心技术及产品

   笔者对酶联免疫食品安全快检技术中国专利的申请人进行分析,排名前十的申请人只有COUNCIL SCIENT IND RES (印度科学与工业研究理事会)一家外国研究机构,其余均为国内申请人,包括4家企业和9家高校及科研院所,其中北京勤邦生物技术有限公司在该领域占有显著优势,其专利申请量约占全球专利申请的25%,是该领域主要的技术拥有者(见图5)。

  对生物芯片食品安全快检技术中国专利的申请人进行分析,排名前十位的申请人只有2位国外申请人,其余均为国内申请人,包括3家企业和7家高校及科研院所。其中,浙江大学和中国农业科学院茶叶研究所在该领域申请的专利约占中国专利的一半,是本领域核心技术主要拥有者;对国内的3家企业申请人:博奥生物有限公司、天津生物芯片技术有限责任公司和南京祥中生物科技有限公司在该领域的专利进行分析,发现博奥生物有限公司在专利申请量、授权量以及对专利的维护和运用方面均较好,其在该领域综合实力较强(见图6)。

   对生物传感器食品安全快检技术中国专利的申请人进行分析,排名前十的申请人有5位来自国外,以皇家飞利浦电子股份有限公司为代表;其余为国内申请人,主要以高校和科研院所为主,排名前十中仅有一家企业,这说明该领域的核心技术主要集中在高校和科研院所,仍处于研发阶段,尚未实现产业化(见图7)。皇家飞利浦电子股份有限公司是该领域专利申请量前列中唯一一家企业,其在该领域申请了22项专利,其中2项获得授权。

   对比三项快检技术的主要申请人类别,发现酶联免疫技术的专利申请以企业申请占比较大,说明该技术相对比较成熟,进入了产业化阶段。

   北京勤邦生物技术有限公司是目前国内食品安全快检技术及产品的主要生产企业,现有农药残留检测系列、兽药残留检测系列、微生物检测系列、转基因检测系列及真菌毒素检测系列产品约100种,申请相关专利300余项,此外,该公司还开发出食品安全检测车、食品安全检测箱(商超食品质量安全快速检测箱、果蔬行业质量安全快速检测箱、粮油食品质量安全快速检测箱、畜禽产品质量安全快速检测箱、乳业质量安全快速检测箱、水产品质量安全快速检测箱和便携式食品安全检测箱)和多功能食品安全检测仪。近年来,该公司在全自动食品安全检测分析设备方面申请了一系列专利,从液路系统、冷藏装置、反应杯传送机构、反应杯存储装置等方面分别对其进行专利保护,主要专利见表2。

   四、检测灵敏度高、检测用时少、便携化是未来食品安全快检技术及产品的发展趋势

   目前市场上在售的民用食品安全快检产品主要有食品安全快速检测卡、食品安全快速检测试剂盒、食品安全快速检测箱和食品安全快速检测仪,代表企业有北京智云达科技有限公司、北京勤邦生物技术有限公司、北京维德维康生物技术有限公司。通过检索,可以发现以上企业针对相关产品均进行了相关专利申请,通过专利对企业的研发成果和技术创新进行保护。分析这些上市的民用食品安全快检产品,可以发现,未来食品安全快检技术和产品主要呈现以下发展趋势:(1)检测能力不断提高,检测灵敏度越来越高,残留物的超痕量分析水平已达到1×10-7 g;(2)检测速度不断加快,智能化芯片和高速电子器件与检测器的使用,使食品安全检测周期大大缩短;(3)随着微电子技术、生物传感器、智能制造技术的应用,检测仪器向小型化、便携化方向发展,使实时、现场、动态、快速检测成为现实。

   结论

   通过对三种食品安全快检技术相关专利的检索和分析,可以发现,申请人对相关技术领域的技术和产品均进行了相关专利的申请和布局,专利申请已经成为了其保护核心技术及产品的常用手段,产品上市前对其提前进行专利保护已逐渐成为共识。通过对专利信息分析,不仅可以跟踪最新技术动态,考察行业的技术走向,还可以抢先研究技术空白点,与竞争对手形成抗衡局势。

   企业作为市场竞争的主体,也是技术创新的主体,在日益激烈的市场竞争中,企业要学会运用专利信息指导研发创新,聚焦企业自身技术革新的同时,要密切关注竞争对手的专利动向,既要注重自身知识产权的保护,又要强化专利布局意识,这样才能在国内外的市场竞争中立于不败之地。


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