物种鉴定

物种鉴定技术是通过形态学、分子生物学及生化分析等手段对生物样本进行种属识别的专业技术体系。该技术在确保产品安全、维护公共卫生及保护生物多样性方面具有重要作用。其核心检测项目、应用范围、标准体系及仪器配置构成了完整的技术框架。

一、 检测项目

1. 形态学鉴定：依据生物体宏观及微观形态特征（如骨骼、毛发、花粉、木材结构、昆虫翅脉等）进行鉴别。采用体视显微镜、扫描电镜观察并比对标准图谱或标本。意义在于快速初筛，尤其适用于完整性较好的样本。

2. DNA条形码技术：对标准基因片段（如动物COI、植物ITS、rbcL，真菌ITS）进行PCR扩增和测序，将所得序列与权威数据库（如GenBank, BOLD）比对。原理是利用种内序列变异小于种间变异的规律。此为物种鉴定的核心分子手段，精度高。

3. 实时荧光PCR：针对目标物种特异性DNA序列设计引物和探针，通过监测扩增过程中的荧光信号进行定性或定量检测。原理是特异性杂交与酶促反应。方法快速、灵敏，适用于深加工产品中物种成分的筛查与含量分析。

4. 二代测序（NGS）宏条形码：对复杂混合物样本的总DNA进行高通量测序，获取其中所有物种的条形码序列信息。原理是深度并行测序与生物信息学分析。意义在于无需分离即可解析样本中全部物种组成，用于成分筛查和真实性鉴定。

5. 蛋白质组学鉴定（质谱法）：通过质谱分析样本特征肽段或蛋白质谱图，与数据库比对进行物种判别。原理是不同物种蛋白质序列存在差异。适用于热加工后DNA严重降解的样品，如明胶、皮革制品。

6. 红外光谱（FTIR）与拉曼光谱：基于不同物种化学成分（蛋白质、脂类、碳水化合物等）的分子振动产生特征光谱进行鉴别。方法无损、快速，常用于木材、中药材、塑料等材料的快速分类与初筛。

7. 同位素比值质谱（IRMS）：测定生物体中稳定同位素（如δ13C, δ15N, δ18O, δ2H）的丰度比。原理是同位素组成受地理位置、气候和食物链影响。用于追溯物种地理来源与鉴别养殖/野生状态。

8. 脂质组学分析：通过色谱-质谱联用技术分析样本的脂肪酸、甘油酯等脂质特征谱。不同物种脂质组成存在差异。意义在于辅助鉴定油脂、乳制品等产品的物种来源与掺假。

9. 细胞学鉴定（核型分析）：分析染色体的数目、形态和带型。原理是染色体具有种特异性。方法适用于植物、鱼类等物种的精准鉴别，尤其是近缘种的区分。

10. 酶联免疫吸附试验（ELISA）：利用物种特异性抗体与目标蛋白（抗原）结合产生显色反应进行检测。原理是抗原-抗体特异性反应。方法适合大批量样本的快速筛查，如检测饲料中动物源性成分。

11. 热重-差示扫描量热法（TG-DSC）：通过测量材料在程序控温下的质量变化和热流变化，分析其热分解行为与相变特征。不同物种来源的高分子材料（如蛋白质、多糖）热力学特征不同。用于鉴别塑料、橡胶及天然高分子材料的种类。

12. 扫描电子显微镜-X射线能谱联用（SEM-EDS）：在观察超微形貌的同时，对样品微区元素成分进行定性和定量分析。原理是电子激发特征X射线。用于分析花粉、矿物填料、无机元素的组成，辅助形态学鉴定。

二、 检测范围

该技术广泛应用于需要对材料或产品中生物成分进行识别与管控的领域：

1. 食品接触材料：鉴定竹木、植物纤维、天然橡胶等原料的真实性，检测有毒有害物种的迁移。

2. 医疗器械：对同种异体植入物、动物源性材料（如猪心瓣膜、牛心包）、胶原蛋白敷料等进行严格的种属来源与安全性鉴定。

3. 儿童玩具：检测毛绒玩具填充物、木制玩具用材的物种真实性，防范致敏源与有毒物种。

4. 中药材及饮片：鉴别药材基原物种，打击以次充好、以假乱真，保障药效与用药安全。

5. 食品及农产品：鉴别肉类、海产品、蜂蜜、食用油、乳制品、高档食材（如松露、鱼子酱）的物种真实性，防范掺假。

6. 饲料及宠物食品：检测原料中动物源性成分的种类，防范违禁物种（如同源蛋白）添加与交叉污染。

7. 化妆品：鉴定宣称的动植物提取物（如胎盘素、蜗牛粘液、植物精油）的物种来源真实性。

8. 纺织品与皮革：鉴别羊毛、羊绒、貂皮、鳄鱼皮等高档原料的真实性，实施物种保护公约（CITES）监管。

9. 木材与木制品：鉴定濒危木材物种（如紫檀木、沉香木），打击非法砍伐与贸易。

10. 法医学与公共卫生：鉴定案件中的生物检材、病媒生物、入侵物种及食源性致病菌种属。

三、 检测标准

各领域依据国际、国家及行业标准进行操作与判定：

• 国际标准：ISO 21571:2013（食物链分子生物学分析方法-核酸提取），ISO 20813:2019（采用实时PCR方法进行肉类物种鉴定），ISO 22949-1:2021（NGS用于动物饲料中物种鉴定）。ASTM E2228-23（法庭科学涂料检验指南，含显微形态鉴定）。这些标准提供了方法学框架。

• 中国国家标准（GB）：GB/T 35917-2018（化妆品中禁用物质检验方法），GB 31600-2015（饲料中牛羊源性成分检测），GB/T 38164-2019（常见畜禽动物源性成分检测方法 实时荧光PCR法），GB/T 37382-2019（沉香鉴定）。GB标准通常更具行业针对性，规定了具体的技术参数与判定阈值。

• 行业与团体标准：如SN/T 3731.5-2013（食品和饲料中常见畜类品种的鉴定方法），《中国药典》中收录的药材鉴定通则与具体品种标准。这些标准针对特定产品类别，操作性极强。

标准的选择需结合产品类型（如食品、医疗器械）、监管要求（如中国市场准入、欧盟REACH）及检测目的（如物种筛查、成分定量）进行匹配。

四、 检测仪器

1. 实时荧光PCR仪：核心技术为多通道荧光检测与温控模块。具备高灵敏度、高特异性，可进行绝对或相对定量，是物种DNA定性定量检测的主力设备。

2. 基因测序仪（Sanger与NGS）：Sanger测序仪用于DNA条形码序列的精准测定；NGS平台（如Illumina， Ion Torrent）通量极高，适用于宏条形码分析和全基因组研究。

3. 三重四极杆液质联用仪（LC-MS/MS）：具备高分辨率和多反应监测能力，用于蛋白质组学中的特征肽段精准定量与鉴定，以及小分子标志物分析。

4. 傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）与显微拉曼光谱仪：FTIR提供官能团信息，用于整体化学成分分析；显微拉曼可实现微区无损检测，空间分辨率高，两者互补用于快速筛查。

5. 稳定同位素比值质谱仪（IRMS）：通常与元素分析仪或气相色谱联用，实现微量样品的高精度稳定同位素比值测定，用于产地溯源。

6. 扫描电子显微镜（SEM）：配备二次电子和背散射电子探测器，可观察纳米至毫米级的表面形貌，结合EDS能谱仪进行元素分析，是微观形态鉴定的关键工具。

7. 高效液相色谱-高分辨质谱联用仪（HPLC-HRMS）：提供精确分子量信息，用于复杂体系中脂质、代谢物等非靶向筛查与鉴定，数据库比对能力强。

8. 热分析系统（TG-DSC）：在程序控温下同步测量样品质量与热流变化，表征材料的热稳定性、组分含量及相变行为，用于高分子材料的种类鉴别。