技术突破｜两虫检测自动识别系统守护水质安全的可靠选择

2024-09-27 17:25:01 23阅读次数

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水是生命之源，饮用水水质安全是国家公共卫生安全体系的重要组成部分，与人民身体健康和社会稳定息息相关。但是说起饮用水的监测，人们往往想到的只有物理、化学以及细菌等指标，却忽略了被认为世界上最容易导致人体腹泻的水源性耐氯人畜共患原生动物寄生虫——贾第鞭毛虫（Giardia）和隐孢子虫（Cryptosporidium），简称“两虫”。

图 . 贾第鞭毛虫和隐孢子虫

“两虫”传播影响面大，容易暴发感染。人或动物通经水源性或食源性感染“两虫”后，主要症状为腹痛、腹泻、腹胀、呕吐、发热和厌食等，典型病人表现为以腹泻为主的吸收不良综合征。近几十年，发达国家供水引发公共卫生事件大部分由两虫引起，全世界累计约3.5亿人感染。据统计分析，我国地表水中两虫的检出率达到45%，畜禽感染率局部高达89%，人群感染率约1-8%。

图 . “两虫”感染分布图

随着城市化的进程加快和水质监测要求的日益提升，2005年国家建设部将“两虫”写入《城市供水水质标准》（CJ/T 206-2005）；2006年国家卫生部将“两虫”写入《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006），如何高效、精准地检测饮用水中的“两虫”污染成为行业关注的焦点。

图 . 城市供水水质标准与生活饮用水卫生标准

然而，目前 “两虫” 相关检测仪器设备及耗材市场，几乎被跨国企业长期垄断，昂贵的设备和材料价格让国内检测机构不堪重负。我国拥有 “两虫” 检测能力的机构严重稀缺，很大程度上就是受制于高昂的设备和耗材成本。

基于上述难题，科技股份有限公司与中国科学院生态环境研究中心于2020年联合研发的HK-8610两虫检测自动识别系统应用而生并现已广泛投入市场，针对水质检测中的“贾第鞭毛虫”和“隐孢子虫”两类有害寄生虫，该系统不仅填补了国内技术空白，更为饮用水检测提供了一套集效率、精准性与智能化于一体的综合解决方案。

图 . HK-8610 两虫检测自动识别系统

检测方法技术创新｜打破垄断

HK-8610 两虫检测自动识别系统采用了滤膜浓缩/密度梯度分离荧光抗体法，结合人工智能识别技术。这一技术经过国家标准（GB/T 5750）的验证，不仅符合当前最新的国标要求，且适用于城镇供水、水源水等复杂水质的检测。这种创新的技术路线为水质检测领域提供了更加符合中国本土需求的解决方案，有效降低了实验耗材成本和设备依赖性。

图 . 滤膜浓缩/密度梯度分离荧光抗体法检测步骤

与市场上的其他两虫检测产品相比，HK-8610在多个维度上展现了独特优势：

符合国标要求

本产品基于中科院生态环境研究中心开发的“滤膜浓缩/密度梯度分离荧光抗体法”，该方法经过针对高、低浊度水体的优化处理，能够替代被美国垄断的囊过滤技术。早在2011-2015年，该方法就通过住建部全国供水行业的内部测试，2018年被纳入《城镇供水水质标准检验方法》CJ/T 141-2018，并顺利通过全国卫健委验证，现已纳入最新版的《生活饮用水标准检验方法》GB/T 5750-2023。该产品符合严格的国标要求，具备高度的专业性和可靠性。

图 . 滤膜浓缩/密度梯度分离荧光抗体法验证报告

试剂｜耗材成本优化

市面进口产品均依赖进口免疫磁分离技术，耗材成本高昂且供货周期长。而华科仪通过在浓缩阶段使用微孔滤膜替代昂贵的滤囊，并在分离阶段引入Percoll-蔗糖密度梯度分离法，代替进口磁珠，大幅降低了耗材和检验成本。此外，华科仪提供的国产质控试剂不仅价格低廉，还可随时定制购买，彻底摆脱了进口依赖，供货更加稳定。

图 . 进口设备与HK-8610两虫检测自动识别系统｜耗材对比

即用型两虫检测工具包

为简化操作流程，本产品将实验中所需的各种试剂和耗材整合成标准化的即用型两虫检测工具包。实验人员不再需要自行配置试剂，减少了批次差异导致的实验结果不稳定问题，同时提高了性价比。相比之下，进口产品中的免疫磁珠抗体稳定性较差，质保期较短，且需要冷链运输，疫情期间，国外耗材的物流存在很大的不确定性，甚至可能影响实验的连续性。

图 . 国产替代两虫标准试剂

高效检测与精准回收

HK-8610两虫检测自动识别系统可一次性处理多个水样，支持自动化操作，实验人员无需全程监控，大大减少了人力成本，较进口设备中的高浊水过滤法显著提升了检测效率。

相比之下，其他同类产品在高浊度样品中，回收率常受到滤芯或滤囊的影响，导致检测不稳定。HK-8610两虫检测自动识别系统的回收率经权威机构测试，贾第鞭毛虫和隐孢子虫的回收率分别为33%和38%，显著优于国家标准要求。

图 . 北京市计量检测科学研究院测试证书

人工智能自动识别

相比传统的人工显微镜检测，HK-8610两虫检测自动识别系统集成了先进的人工智能自动识别镜检技术，大幅减少了人工识别所带来的主观误差。人工智能系统不仅能够连续运行1000小时以上，还大幅度降低了漏检率和误检率，确保水质检测的高精度与可靠性。传统形态学人工识别方式则依赖操作人员的经验，不仅识别效率低下，还无法实现长时间稳定工作，极大限制了检测能力。

识别率高达90%，误检率/漏检率低于3%
图像处理速度50帧/秒，效率是人工百倍
连续工作1000小时无错检
软件系统自动控制

图 . 人工智能识别算法

样品富集前处理装置可替代

华科仪“两虫系统”耗材价格仅为某进口产品耗材价格的30%。根据现有用户某进口产品的使用情况，若每年样品量较大，仅在耗材上的差价，用户在一至两年内所节省的成本便接近于设备的购置费用。结合这一显著的成本优势，用户完全可以考虑将现有设备或前处理富集装置替换为华科仪的HK-8610两虫检测自动识别系统。随着后续样品量的增加，用户不仅能够有效降低运营成本，还将从中获得明显的经济回报，提升整体利润水平。

高浊度水检测优势

针对高浊度水，本产品采用沉淀法浓缩，取代了国外滤囊/滤芯的方式。通过加入化学试剂将两虫与沉淀一起分离，再通过溶解沉淀获得样品，避免了高耗材成本和效率低下等问题。

图.碳酸钙沉淀法：自动传感加药沉淀过滤系统，适用于浑浊度大于等于20NTU的水样

全方位的售后保障与用户支持

提供本地化的服务与支持，确保客户能够快速掌握检测流程。培训系统包括了现场培训、视频教程以及详细的操作指导，极大增强了用户对检测流程的熟悉度。此外，华科仪提供的耗材不仅供货期短，质量稳定，还可以根据客户需求进行个性化定制，确保实验室运行无忧。

图 . 我司研发人员为用户调试及现场培训

荣获奖项

华科仪两虫检测产品打破国外垄断，填补国内空白，荣获琳琅奖项。于2020年荣获科学仪器行业优秀新品奖（全球遴选14台/1126台）；工信部《国家鼓励发展的重大环保技术装备目录(2020年版)》；入选《中国科学院自主研制科学仪器2021》；于2021年度中国仪器仪表学会科技进步一等奖；于2021年获得CISILE自主创新金奖；于2021年获得BCEIA金奖；新华社专题报道两虫检测新产品（目前浏览量81.9万）。

图 . 荣获奖项

HK-8610 两虫检测自动识别系统的研发不仅代表了国产水质检测技术的一次飞跃，也为行业提供了一套高效、低成本且极具竞争力的解决方案。通过精准的技术创新和智能化手段，华科仪正在为中国水质安全提供更优质的保障。截至目前，本产品已经在地方级疾控中心、供水水质监测研究所、第三方检测公司、以及相关科研院所等单位得到应用，备受用户好评及肯定。如果您正寻求一种高效、可靠且性价比优越的两虫检测系统，的HK-8610 两虫检测自动识别系统无疑是您的最佳选择。