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    守護食品安全的質譜人——訪國家科技進步獎二等獎獲得者、中國檢驗檢疫科學研究院副院長張峰

    儀器信息網 2020/05/22 09:22:51 點擊 2262 次
    [導讀] 除了“臭腳鹽”事件外,張峰還牽頭組織應對了其他多起食品安全突發事件,收到了工信部、質檢總局等部門的感謝函,為保障國家食品安全及促進我國外貿發展做出了杰出貢獻。

    百味鹽為首!食鹽既是人們日常生活中必不可少的調味品,也關系著人民群眾的身體健康。自古以來,食鹽一直在國民經濟中扮演著重要角色。然而, 2017年爆發的“臭腳鹽”事件卻引發了公眾對食鹽安全的擔憂。

    “臭腳鹽”,一種用手搓熱后會散發出濃烈的“腳臭味”的食用鹽,在食鹽專營制度改革正式實施之年突然進入公眾視野。它從何而來,臭味如何產生,食用后對人體是否有危害?此類問題引起了公眾的廣泛關注,“央視《新聞1+1》甚至進行了專題報道。為此,工信部收到國家領導人批示,要求嚴查此事,加強食鹽安全管理。

    為應對該事件,工信部邀請中國檢驗檢疫科學研究院張峰團隊為該突發事件的應對提供技術支持。張峰帶領團隊第一時間到達現場,進行了科學的采樣工作,研發了食品中異味物質的精準質譜檢測技術(同時開發了DART質譜檢測技術并發表在SCI期刊上),準確鑒定出“臭腳鹽”中的主要異味成分,分析了其安全風險,確定了異味產生的原因,并提出了控制措施,有效阻止了社會對食鹽質量安全的擔憂和恐慌,保障了食鹽專營制度改革的順利進行。

    除了“臭腳鹽”事件外,張峰還牽頭組織應對了其他多起食品安全突發事件,包括 “云南牛肝菌檢出尼古丁”、“臺灣潲水油”、“瘦肉精”等,收到了工信部、質檢總局等部門的感謝函,為保障國家食品安全及促進我國外貿發展做出了杰出貢獻。近日,儀器信息網編輯采訪到這位資深的食品安全專家,就食品安全檢測技術及其應用、未來發展方向等問題進行了深入探討。

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    國家科技進步獎二等獎獲得者、中國檢驗檢疫科學研究院副院長張峰

    鉆研食品安全質譜檢測技術  榮獲多項榮譽獎勵

    他是中國檢驗檢疫科學研究院副院長、首席專家,國家“萬人計劃”科技創新領軍人才,科技部“創新人才推進計劃”中青年創新領軍人才。

    他也是國家中長期科技發展規劃編制組專家、國家市場監督管理總局食品安全抽檢監測秘書處副秘書長,食品安全國家標準審評委員會理化檢驗方法專家委員會副主任委員、澳大利亞默多克大學兼職教授。

    他還是國家科技進步獎二等獎獲得者(排名第一)、茅以升科學技術獎獲得者、中央國家機關青年五四獎章獲得者、全國質檢系統先進工作者。

    他就是張峰,是守護食品安全的質譜人!

    談及其如何走上守護食品安全之路,張峰介紹,他也是機緣巧合之下進入了這個領域。在大學時,分析化學課的指導老師是當時剛畢業的唐波教授(唐老師后來獲得國家自然科學獎和國家科技進步獎)。唐教授上課形式生動活潑,像“偵探案情”一樣引人入勝。比如,他的實驗課是給學生一瓶未知溶液,讓學生根據提供的已知標準溶液自行設計反應,從而判斷未知溶液的化學組成,并記錄考試成績。這類考試張峰每次都第一個完成,都是滿分。唐教授評價張峰是“學分析化學的好苗子”。這既激發了張峰在分析化學領域繼續深耕的熱情,也為他以后從事食品安全分析工作奠定了基礎。

    為了繼續攀登分析化學的高峰,張峰報考了著名的中國科學院大連化學物理研究所,并師從梁鑫淼研究員從事中藥分析新技術相關研究。在攻讀博士學位期間得到了梁老師的悉心培養,且從1999年開始學習剛誕生不久的液相色譜串聯四極桿質譜技術,從此踏入了質譜的大門。

    2005年,張峰獲得博士學位并如愿申請到德國馬普基金,赴德國Max Planck Institute of Biochemistry (馬普生物化學研究所),在Nigg教授指導下開展博士后研究,研究方向是人類磷酸化蛋白質組學,并應用了最新的質譜技術——MALDI-TOF-MS、Nano LC-Q/TOF和Orbitrap MS。

    2006年,張峰結束學業后回到中國,并任職于中國檢驗檢疫科學研究院食品安全研究所,從此投身于食品安全事業。當時恰逢科技部“十一五”項目開局之年,在領導的支持下,他完成了多項國家科技支撐計劃課題,率先將代謝組學和質譜運用到食品安全殘留標示物的篩選當中。并于2008年主持了北京市科技計劃重大項目《食品中未知添加物質的篩查確證技術研究》,嘗試開拓食品中未知有害物的質譜篩查領域。

    2014年張峰任食品安全研究所所長后,科研項目和成果更是取得了飛躍,并與所率領的團隊主持了多項重大專項和國家級課題,如主持國家重點研發計劃重大項目4項、主持國家級課題及子課題14項、主持“歐盟地平線2020”課題1項。他取得了大量科研成果:在國內外學術雜志上發表文章200余篇,主編著作6部,授權專利12件,制定國家標準9項。同時他還主持獲得國家科技進步獎二等獎、中國分析測試協會科學技術獎一等獎、國家質檢總局科技興檢獎一等獎等科技獎勵十余項。。。。。。

    取得如此多的成果也為張峰帶來了更多榮譽。2012年”五四”青年節,張峰作為“中央國家機關青年五四獎章”獲得者參加了在人民大會堂舉行的紀念中國共產主義青年團成立90周年大會;2019年十月一日,張峰受中共中央組織部的邀請,在天安門廣場參加了中華人民共和國成立70周年慶祝大會及聯歡活動。2020年1月10日,備受矚目的科學屆盛會——2019年國家科學技術獎勵大會在人民大會堂隆重召開,張峰作為第一完成人的《食品中化學性有害物檢測關鍵技術創新及應用》項目榮獲國家科技進步獎二等獎,會前張峰得到了習近平等黨和國家領導人的親切接見并合影留念。這些亮眼成績反映出的是張峰及其團隊扎實的科研功底和踏實的鉆研精神。

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    張峰在2019年國家科學技術獎勵大會領獎現場

    推動食品安全科技進步  承擔多項重大專項

    自從學成歸國,張峰就一直深耕食品安全科學研究工作。近年來,更是帶領團隊承擔了多項國家重大專項,打破多個技術壁壘,不但提高了我國食品安全技術水平,還促進了我國的進出口貿易。

    2017年,張峰作為項目負責人主持承擔了國家重點研發計劃項目《應對國際貿易食品安全法規精準檢測關鍵技術研究》,共12家科研機構參加了項目。據介紹,由于我國與國外的食品安全法規標準存在一定的差異,導致“進口食品風險難以發現、出口食品易遭受技術貿易壁壘”,隨著我國進出口食品貿易種類和總量與日俱增,迫切需要技術上進行提升。因此,項目組將構建我國與主要貿易國食品安全法規差異性動態數據庫,并建立基于色譜質譜和化學計量學的多維、多模式全息識別方法,開發建立基于超高效超臨界流體色譜技術和實時直接質譜技術的食品安全綠色檢測技術體系;通過研究開發新型MOF、COF、MIP和免疫材料,提高富集凈化能力,開發出超痕量物質的檢測方法,從而可以打破發達國家設立的技術貿易壁壘甚至樹立我國的綠色壁壘。

    同年,針對我國藥食同源產品功效成分基礎研究相對薄弱,且缺乏可靠的品級、真偽和安全評價手段,不符合歐美國家的食品安全標準等一系列制約進出口貿易的問題,張峰團隊主持承擔了國家重點研發計劃項目《進出口藥食同源產品質量檢測技術研究》,共20家科研機構參加了項目。通過構建進出口藥食同源產品“品級、安全、真偽”三元綜合評價技術體系,形成質量評價的整體解決技術方案,可實現進出口藥食同源產品質量安全的可檢測、可判定、可控制、可溯源,從而促進我國該類產品的進出口貿易。

    2018年,張峰團隊骨干楊敏莉研究員,主持承擔了國家重點研發計劃項目《口岸食品安全控制與智能監控技術研究》,共12家科研機構參加了項目。該項目針對乳及乳制品、肉及肉制品等貿易量大且高風險的口岸食品,研發并應用色譜技術、質譜技術、成像技術、大數據技術、智能分離材料、化學計量學等技術,開展其中潛在風險因子的捕捉和智能識別監測技術研究,并研制開發風險食品的實時分選設備,實現口岸食品智能監控。

    2019年,張峰團隊骨干國偉研究員主持承擔的國家重點研發計劃項目《食品安全監測與控制技術的全鏈條區域綜合示范》,共10家科研機構參加了項目。主要構建食品安全風險數據采集標準化體系,建設國家級食品安全“風險監測-監督抽檢-風險控制”全鏈條云服務平臺,通過應用示范,完善我國食品安全監管部門相關信息融通共享,實現食品安全政產學研綜合安全服務監測和控制的信息化和智能化,全面提升我國食品安全從“農田到餐桌”全鏈條的風險監測與控制能力。

    而2019年獲得國家科技進步獎二等獎的項目《食品中化學性有害物檢測關鍵技術創新及應用》,則是以食品中化學性有害物為研究對象,針對質譜檢測理論創新不足的問題,闡明了食品中主要化學性有害物的質譜軟電離裂解機理,為同類結構未知有害物發掘提供了理論依據;此外,還開創了標志性中性丟失(或碎片)質譜掃描發掘技術,實現了未知有害物發掘技術從無到有的突破;研制了高選擇性富集材料和檢測設備關鍵元件,實現了靈敏度、準確度、精密度和檢測效率的顯著提升。

    談及團隊未來研究方向,張峰介紹,目前食品安全檢測新技術有很多,他們團隊將重點關注食品安全質譜成像技術、食品安全“綠色”檢測技術、過度加工食品的判別技術及內外源物質的同位素質譜檢測技術。同時,他們還將開展食品安全智能分析材料的研發并嘗試集成到質譜離子源中。

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    張峰及其團隊部分成員在其主辦的會議上

    展望食品安全科技發展   智能、綠色是方向

    研究食品安全檢測技術多年,張峰對該領域技術的發展有著深刻的認識。談及現今我國食品安全檢測技術的發展狀況,他認為,近年來由于國內外食品安全事故頻發,食品安全檢測與監管受到高度重視,人們對食品安全檢測技術提出了更高的要求。張峰說,傳統的檢測技術都屬于被動式檢測,如美國三聚氰胺寵物事件發生后,美國動用全國FDA實驗室歷時半年才發現當時未知的有害物是三聚氰胺。而目前的檢測技術已經開始從靶向檢測向非靶向檢測發展,從低通量向高通量發展,從“逐一掃描”向“逐類掃描”質譜檢測發展。同時,國際上食品安全事件的頻發,也促使食品現場快檢技術快速發展。

    張峰說,食品安全檢測技術有很多種,包括質譜、色譜、光譜、生物技術、電化學、免疫學等技術。這些技術各有特點,比如光譜技術,優點在于幾乎不需要前處理,但獲得的結構信息少,定性困難;色譜技術可以做分離,但定性定量受限于檢測器,如果采用的是通用型檢測器,檢測靈敏度有時差強人意;免疫技術選擇性強、靈敏度高,不過由于選擇性太強,反而導致通量太低。目前,應用最廣的是色譜質譜聯用技術,該技術通量高、靈敏度強、分辨率及穩定性也非常不錯,是研究食品中化學性有害物的強有力武器。

    質譜分析具有靈敏度高、樣品用量少、分析速度快、可同時進行分離和鑒定等優點,目前已經應用于食品中農獸藥殘留、生物毒素、持久性有機污染物、重金屬、添加劑及非法添加物質的檢測。近些年,質譜分析還涌現出一系列新技術,如:四極桿-軌道阱雜交質譜技術、DESI等各種新型離子源技術、質譜成像技術等。張峰提到,隨著食品科技的發展,這些新型質譜技術在食品安全領域得到了新的應用,如基于標志碎片的質譜篩查技術,通過研究各類結構的食品中有害物質的質譜軟電離裂解規律,應用化學計量學技術篩選出可標識該類結構的特征性標志碎片,開發標志碎片多通道同時掃描技術,可解決同類結構未知化學性有害物的發掘難題,可以發現為逃避監管而對監管目錄內有害物進行結構修飾的行為;質譜成像技術,可獲得化合物的空間分布信息,有助于探索食品中化合物的生物合成和代謝途徑,以控制食品的生產、貯藏與加工過程中的安全。這些新技術為我國食品安全檢測技術的發展起到了明顯的推進作用。

    食品基質極其復雜,而污染物又具有種類多、含量低等特點,因此檢測方法存在樣品前處理過程繁瑣,周期長,對操作人員能力要求高等問題。談到未來食品安全檢測技術的發展,張峰說,隨著科技的進步,檢測技術將朝著智能、綠色、可視化的方向發展,并將體現不同學科的交叉融合。今后人們將結合計算機技術、生物技術、新型材料等各學科技術,構建智能化、可視化、實時在線、綠色的檢測體系。比如:針對智能化檢測的需求,構建不同種類、不同來源食品基質信息海量數據庫,開發可以自動推薦前處理及儀器分析方法的智能化檢測技術;針對食品樣品基質復雜的特點,研發高蛋白、高脂肪、高色素食品基質的高特異性樣品凈化、富集材料,研發幾乎不存在有機試劑污染的綠色檢測技術;針對有害物組織分布和代謝機理的研究需求,開發可視化監測技術。最終,實現食品安全檢測技術的智能化和現代化。

     

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