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在上海市农科院近期举办的一场“智慧之光”院士讲座中,30多年来致力于农药化学污染物微量分析基础理论、应用技术和方法标准研究的中国工程院院士、中国检验检疫科学研究院首席科学家庞国芳结合他所带领团队的研究成果,做了主题为“食品安全农药残留检测技术标准化研究30年”的报告。
庞国芳院士在报告中介绍,中国30年来的农药多残留检测技术研究服务食品安全,对接国际AOAC(Association of Official Analytical Chemists,美国分析化学家协会),跨越了气相色谱、液相色谱、碳同位素质谱、低分辨质谱、高分辨质谱5个研究发展阶段。
为中国农产品“走出去”提供检测技术标准
1985年至1998年,庞国芳团队创建了AOAC官方技术标准,开展了糙米中拟除虫菊酯多残留气相色谱检测技术研究,为中国糙米出口欧洲、美国、日本、加拿大等国发挥了“保驾护航”的作用,开创了中国学者研究AOAC资深专家标准的先河。在互联网、电话等通讯工具还不发达的当年,26个国家的262位学者在他们发表的74篇SCI论文中引用该课题内容达280次。这项研究在1998年获得国家科技进步二等奖。
1997年至2003年被庞国芳院士简称为“液相色谱法阶段”,其背景是秦皇岛于1990年引入外资设备加工肉鸡,受到外商青睐。但由于无法检测兽药残留,肉鸡的出口受阻。庞国芳团队受命研究能够破解这项国外技术壁垒的新技术。团队成员对比研究了世界上3种相关技术方法的效率,开发出新的离子交换-液相色谱-紫外检测新技术(LC-UVD),克服了之前GC-ECD方法使用致癌物质重氮甲烷的弊端,大大提高了方法的效率和安全性。但他们使用这项技术进行检测后发现,秦唐地区养殖的肉鸡百分百达不到出口要求。通过延伸服务、进行风险评估、摸清残留肉鸡代谢规律,1992年,庞国芳团队的检测技术终于使秦唐地区的肉鸡飞往海外!1992年至2006年,连续十多年对出口禽肉产品实施的兽药残留监控,使出口禽肉产品质量不断提高、国际信誉逐步扩大。新技术也带动了河北、辽宁的千家万户走上了致富道路,促进了国际贸易的发展。当庞国芳在AOAC年会上介绍了自己团队开发的这项新技术后,AOAC委任其团队作为AOAC相关项目的首席仲裁。经过4年单一实验室研究,庞国芳团队在2002年主持组织了10个国家和地区、18个实验室参加的协同研究并获得成功,由此建立了AOAC的第二个官方技术标准。
2001年至2004年,庞国芳团队最重要的工作是破解了中外蜂蜜贸易纠纷,使中国蜂蜜五洲四海飘香。当时,中国外贸人员对由美国农业化学家Jonathan W.White博士研究开发的C-4蜂蜜中C-4植物糖的AOAC官方技术方法持有疑虑。在20世纪90年代,用于国际贸易初期的该方法在中国遇到两个问题,一是中国和美国自然地理环境存在差异,蜂蜜C-4植物糖比值是否也会有差异;二是该方法是否适用于中国蜂蜜。这两个问题一度影响了中美蜂蜜贸易。为解决上述问题,庞国芳团队与White博士曾有过一段美好的共事经历。他们从全中国25省采集了27种纯正单花蜜和20000批商品蜜,采用White博士的方法普查、分析这些中国蜂蜜碳同位素比值的分布规律。经过对50000多个数据的统计分析发现,中国蜂蜜碳同位素比值分布规律与White博士在美国的研究结果一致,在-21.5‰至-28.5‰之间。中美之间蜂蜜贸易的摩擦由此化解,中国蜂蜜从而顺利进入国际市场。1998年至2008年的10年间,在不是养蜂大省、蜂蜜出口量仅占全国出口总量0.5%的河北,在口岸不出口蜂产品且没有较大蜂产品加工企业的秦皇岛,庞国芳团队的实验室建成了国家级蜂产品检测重点实验室,全国28个省市的400多家企业从其中受益。那10年间,经该实验室检测的蜂蜜出口到欧洲、美洲、亚洲、大洋洲和非洲的40多个国家,未出现任何质量问题,中国蜂蜜的国际贸易得到了促进。相关研究于2004年获国家科技进步奖二等奖。
把技术凝练到炉火纯青才能在国际博弈中争取话语权
2001年至2008年,庞国芳团队研究建立了139项农兽药残留检测技术国家标准,这项工作2008年获国家科技进步奖二等奖。研究工作在国际会议上被介绍后,国外同行对其中茶叶中653种农药多残留的GC-MS、GC-MS/MS和LC-MS/MS检测方法尤为感兴趣——因为茶叶是世界三大饮料之一,走遍世界各地,天涯海角处处可见茶饮料,研究开发茶叶多残留检测技术势在必行。目前,世界上有17个国家和国际组织制订了茶叶中800余项农药残留限量标准MRL。中国作为有着2000年茶文化历史的世界上第一茶叶生产国和茶叶出口第二大国,对于茶叶中农药多残留检测技术的标准化研究,国内学者有责任做出更多贡献。但这项AOAC官方技术标准的建立在国际上面临激烈的技术博弈。庞国芳认为,中国学者要在其中取得胜利,必须首先自己挑战自己。比起只是观望别人在做什么,或者经常“这山望着那山高”,咬定青山不放松、持之以恒地将技术凝练到炉火纯青、无可挑剔的地步,才是解决博弈、争取到国际标准制定话语权的最有效办法。因此,从2009年到2012年,庞国芳团队历经3年9个阶段的研究,马不停蹄地获得了检测数据近100万个,出版了中英文两部学术专著。在国际竞争中,他们先是搁置争议,通过实力确立自身在样品制备方法方面的优势。待取得阶段性胜利后,于2013年在世界范围内征招了10个国家的30个实验室参加AOAC标准协同研究,共提交了82315组检测数据和5000页色谱图。最终,82459个协同研究数据的数理统计结果显示,该方法的性能实验参数值达到了AOAC的技术要求。国际AOAC专家委员会认为这“堪称协同研究的典范”。这项研究从2009年立项,到2018年被公布为AOAC最终行动方法,前前后后历时整整9年。
“所以,只有能够挑战自己、战胜自己的人,才能够成功。而且,大家要多创造条件让自己走出去。”回忆往事,庞国芳院士总结说。
2009年至今,庞国芳团队研究的关键词是高分辨质谱技术。21世纪的农药残留检测技术要实现信息化,面临着基础理论研究创新、检测技术研究创新、检测模式创新三大挑战。在基础理论研究创新方面,庞国芳团队采用了8类色谱-质谱技术,研究了千余种农药在不同质谱条件下的裂解规律,出版了8部相关理论研究著作。这为农药残留检测实现数字化奠定了理论基础。在检测技术研究创新方面,团队成员将物质标准转化为数字标准,为1000多种农药创建了采用4种高分辨质谱技术的农药电子身份证数据库。每种农药的电子身份证包含保留时间、农药分子的精确质量数、同位素分布、同位素丰度、二级碎片精确质量数及其谱图等五大要素。该研究获得了10项中、美发明专利的授权,另有日本、欧盟(德国、法国)、英国等国家和地区的4项国际专利正在申请中。在检测模式创新方面,他们联用两种技术同时检测1200种农药,实现了检测技术的数字化和信息化。这一农药残留检测技术的供给侧重大突破具有强大的发现未知的能力,居当前国际领先水平。
如今,庞国芳团队正在组织开展第四项国际AOAC标准的研究,中国、美国、日本、瑞士、印度、丹麦、阿根廷等14个国家的38个实验室参加此次的国际AOAC协同研究。研究成果以中国工程院院士建议和中国科学院内参的方式向国家有关部门提出果蔬农残的治理建议。科学出版社跟踪出版了24卷、1813万字的《中国水果蔬菜茶叶农药残留跟踪报告》。该报告还为“健康中国”智库提供了科学数据资源。
基于庞国芳“对各种农产品中1000多种农药和兽药残留微量元素,研发色谱和质谱检测方法的卓越贡献”,他于2014年获得以“美国纯正食品和药品法之父”哈维·威利的名字命名的哈维·威利奖,也是第一位获此荣誉的中国学者。
创新是科技工作者的天职
在报告的结尾,庞国芳院士结合自己几十年来在科技创新领域的探索经历,总结了6点体会。
其一是科技工作者的脉搏跳动要与国家和人民的需要一脉相承,要时刻准备满足人民的需要。解决国家急需是最大的创新,而创新是一名科技工作者的天职。
其二是科技工作者要切忌浅尝辄止、急功近利;创新要有系统思维能力,要遵循由浅入深、由低到高、由片面到全面的实践论和认识论,循序渐进、积沙成塔。
其三是“一个人的脑子不够,要扩大;一个人的手臂不够,要加长”。要组建团队,既要有国内团队,也要包含国际团队。事业的成功,必定是团队精诚团结、合力攻关的结果。“至今已经有16个国家的85个实验室与我们团队有过合作研究的经历。”他举例说。
其四是科研工作者要不断培养“逢山开路、遇水架桥”解决问题的综合能力。科研就是战场,有条件要上,没条件创造条件也要上。借仪器搞科研也能出大成果。庞国芳告诉大家:“2008年我们第三个获国家科技进步奖的课题,基本上走的是‘借鸡生蛋’的科研之路。2003年借3200LC-MS/MS使用一年,第二年降价100万,还是没钱买,借174万买下,到2008年还上。至今我们仍然是借用安捷伦仪器进行科研工作。”
其五是科技带头人、项目主持人要努力做到提出创新思路、拿出创新措施、解决技术难题这3项“率先垂范”,以及“自己能力发挥”“自己团队人员的潜能发挥”“自己管理设备的潜能发挥”这3项淋漓尽致。特别是在实验困难时,带头人要在现场体现出解决困难的决心,要有攻坚克难的智慧,凝心聚力、排除困难,把研究不断向前推进。
其六是要立足岗位育才,创新实现人才。庞国芳自豪地表示,他本人在秦皇岛工作时建立的创业团队里最初的6名技术人员,后来个个都成为了优秀人才。其中有2人入选百千万人才工程国家级人选,1人当选国家“万人计划”领军人才,1人被评为全国优秀科技工作者。
在交流互动环节,庞国芳院士围绕深入开展国际合作、高分辨质谱研究能力提升、农残检测技术信息化对接、快速检测技术配合发展及新型农药污染物的挑战等大家关心的问题,与现场科研人员进行了亲切的交流。
上海市农科院党委委员、副院长赵志辉主持讲座并指出,庞国芳院士提到的30年既是农药残留检测技术发展的30年,也是我国食品安全发展的30年,希望全院科技人员向庞院士学习,立足岗位,胸怀国家,持之以恒,依托团队,与国内国际同行协作,不断创新。他也勉励农产品安全检测工作科技人员坚持面向人民生命健康,不断推进农产品质量安全标准化研究工作,在此过程中找到影响食品安全的科学问题,不懈研究,争取更多突破。
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GMT+8, 2025-3-31 06:59
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