食品安全關(guān)乎國計民生。近年來，食品中含有農(nóng)獸藥殘留、重金屬污染、非法添加等化學(xué)危害物的問題，時刻牽動著社會公眾的敏感神經(jīng)。而精準(zhǔn)識別并檢測這些危害物，阻擋問題食品流入市場，日益成為行業(yè)學(xué)界關(guān)注的焦點。
在此背景下，上海理工大學(xué)健康科學(xué)與工程學(xué)院徐斐教授團(tuán)隊針對食品中化學(xué)危害物精準(zhǔn)、快速檢測的技術(shù)瓶頸，以檢測識別材料的精準(zhǔn)設(shè)計為突破口，創(chuàng)建從分子模擬到材料精準(zhǔn)設(shè)計的方法路線體系，研發(fā)色譜前處理高效篩選、色譜柱吸附預(yù)測、新型水相速測前處理以及一體化探針檢測等核心技術(shù)，研制系列固相萃取柱、色譜柱和速測產(chǎn)品及儀器，并形成“食品中化學(xué)危害物的識別材料精準(zhǔn)設(shè)計及檢測關(guān)鍵技術(shù)”。日前，該成果獲得了2023年度上海市技術(shù)發(fā)明獎一等獎。
徐斐領(lǐng)銜的“食品質(zhì)量安全檢測技術(shù)”導(dǎo)學(xué)團(tuán)隊合影
創(chuàng)新材料，驅(qū)動色譜技術(shù)和速測技術(shù)雙革新，引領(lǐng)食品安全檢測新紀(jì)元
識別材料是食品化學(xué)危害物檢測的核心，但由于材料與危害靶標(biāo)分子結(jié)合機(jī)制不明，傳統(tǒng)識別材料的獲得一般依賴于大量實驗試錯，導(dǎo)致色譜材料長期依賴進(jìn)口，速測材料更新緩慢，在實際應(yīng)用中性能不穩(wěn)定，容易受到食品復(fù)雜基質(zhì)的影響。
將材料設(shè)計的模擬周期縮短至原有的五分之一、速測材料特異性提升2至10倍、將農(nóng)/獸藥種類識別范圍拓寬30%以上、可高效提取20余大類農(nóng)獸藥殘留物……這些創(chuàng)新成果的實現(xiàn)有賴于團(tuán)隊創(chuàng)新開發(fā)了動靜態(tài)分子模擬聯(lián)動多維度實驗評價的識別材料精準(zhǔn)設(shè)計體系。徐斐教授介紹道：“在該體系的指導(dǎo)下，團(tuán)隊研發(fā)上市60種固相萃取（SPE）小柱、全新的色譜前處理裝備和200余種高性能國產(chǎn)色譜柱，并集成構(gòu)建了高分辨質(zhì)譜靶向篩查系統(tǒng)和化學(xué)物電子身份證—指紋圖譜，實現(xiàn)了1000余種農(nóng)獸藥分子識別，覆蓋《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》（GB 2763）中91%農(nóng)藥、《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中獸藥最大殘留限量》(GB31650)和農(nóng)業(yè)部第250號公告中78%獸藥種類。”
為提升化學(xué)危害檢測的效率和準(zhǔn)確度，團(tuán)隊還研發(fā)了基于“刺激—響應(yīng)型”材料的分散固相萃取技術(shù)、雙頻超聲輔助酶解技術(shù)、QuEChERS耦合溶劑替代技術(shù)等，發(fā)明新型界面調(diào)控探針，開發(fā)紙基速測平臺，成功實現(xiàn)了“識別—放大一體化”和多種危害物的同步檢測，使檢測耗時縮短80%，靈敏度提高了2至6個數(shù)量級。
值得一提的是，團(tuán)隊自主研發(fā)上市的色譜柱和SPE小柱，打破了國外色譜技術(shù)壟斷，目前已全面實現(xiàn)國產(chǎn)替代，部分領(lǐng)域完全取代進(jìn)口同類產(chǎn)品，其柱效等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)和價格普遍優(yōu)于國外頭部品牌的同類產(chǎn)品。其中Ultimate、Xtimate、Welchrom系列等多種色譜柱銷量居國內(nèi)品牌首位，并遠(yuǎn)銷印度、美國、加拿大、巴西、阿根廷等20多個國家。團(tuán)隊創(chuàng)制的百余種速測產(chǎn)品及儀器，已成為大型活動賽事食品安全保障主導(dǎo)產(chǎn)品，并獲得多國認(rèn)證，成功打入國際市場，帶動產(chǎn)業(yè)升級，創(chuàng)收億元效益，守護(hù)人民健康。
應(yīng)用在食品化學(xué)危害物檢測中的色譜材料
創(chuàng)制的色譜及快速檢測產(chǎn)品
技術(shù)“從二到一”、守牢食品安全防線的十年
早在2014年度上海市科學(xué)技術(shù)獎勵大會上，徐斐教授團(tuán)隊研發(fā)的“食品中多種農(nóng)藥殘留生物識別及快速檢測關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”成果就獲得了上海市技術(shù)發(fā)明獎二等獎。此次獲獎并未讓他們停下腳步，反而促使整個團(tuán)隊思考——在既有研究基礎(chǔ)上，如何繼續(xù)往前再走一步。
“我們最初是從農(nóng)藥殘留檢測入手，但隨著研究的深入，我們意識到食品中化學(xué)危害物的種類一直在更新迭代，亟需開發(fā)快速、精準(zhǔn)的危害物識別材料設(shè)計方法。”團(tuán)隊成員曹慧老師回憶道，“既然已經(jīng)意識到了新問題，就應(yīng)該繼續(xù)深入挖掘，爭取更大的突破?！庇谑?，團(tuán)隊成員再次聚集在一起共同探討未來研究方向和目標(biāo)，決定在原有技術(shù)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步縮短檢測識別材料的研發(fā)周期，提升檢測精度和效率，以期在食品安全檢測領(lǐng)域取得更加顯著的成果。
這十年來，團(tuán)隊不僅實現(xiàn)了從上海市技術(shù)發(fā)明獎二等獎到一等獎的進(jìn)階，更推動研究成果應(yīng)用于國內(nèi)外食品安全行業(yè)領(lǐng)域中：主導(dǎo)/參與制定了《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中酸價的測定》等國際標(biāo)準(zhǔn)3項、國家標(biāo)準(zhǔn)16項、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)2項，參與食品安全風(fēng)險評估6項；承擔(dān)“2020年進(jìn)博會—膳外賣供餐單位和集體用餐配送單位專項抽檢”等幾十項重大活動安全保障項目、監(jiān)管重點任務(wù)和應(yīng)急檢驗檢測項目，提供檢驗技術(shù)和快檢產(chǎn)品支撐，保障人民生命健康。
將研發(fā)成果從實驗室?guī)У秸n堂，以科研創(chuàng)新賦能教學(xué)提質(zhì)
徐斐教授獲批首屆國家級新農(nóng)科研究與改革實踐項目、上海高校本科重點教學(xué)改革項目，其負(fù)責(zé)的食品質(zhì)量與安全專業(yè)獲批上海市一流本科專業(yè)，承擔(dān)的兩門相關(guān)本科課程獲批上海市高校重點課程；葉泰副教授講授的“食品化學(xué)”課程獲批學(xué)校本科課程思政示范課程、入選市級示范課程培育項目；曹慧、袁敏、葉泰、陰鳳琴等老師撰寫的課程思政案例入選“上海高校課程思政整體改革領(lǐng)航高?！毕盗薪滩摹妒称房茖W(xué)與工程類專業(yè)“課程思政”案例》……
深耕食品檢測技術(shù)研發(fā)之外，徐斐教授團(tuán)隊積極以科技創(chuàng)新賦能課堂教學(xué)提質(zhì)，成員近三分之一都開設(shè)了本科生科研項目課程，將實驗室的科技研發(fā)成果帶到學(xué)生中間?！霸诳蒲许椖空n程中，我們不僅能從老師們親自研發(fā)的儀器設(shè)備中學(xué)習(xí)理解書本上的理論知識，還可以親身參與到項目實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)分析和科研論文撰寫等各個環(huán)節(jié)，這極大啟迪了我們的創(chuàng)新思維、提升了我們的科研素養(yǎng)?！苯】祵W(xué)院2022級本科生唐夢宇感慨道。
團(tuán)隊老師指導(dǎo)學(xué)生做實驗分析
為了提高學(xué)生的科技創(chuàng)新能力，徐斐教授團(tuán)隊還指導(dǎo)學(xué)生參加了各級各類大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽。其中，“食品安全金盾牌—菊酯類農(nóng)藥殘留速測生物傳感器”等項目獲得“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國總決賽銀獎、上海賽區(qū)銀獎以及“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計劃競賽上海賽區(qū)銅獎等獎項。
此外，徐斐團(tuán)隊還與月旭科技（上海）股份有限公司聯(lián)合組建了“上海食品快檢工程技術(shù)研究中心”和“上海理工大學(xué)生物與醫(yī)藥專業(yè)學(xué)位研究生實踐基地”，通過校企聯(lián)合培養(yǎng)，讓學(xué)生們在真實的工作場景中開展學(xué)習(xí)和研究，培養(yǎng)適應(yīng)食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的高素質(zhì)人才。
團(tuán)隊與月旭科技（上海）股份有限公司合作建立聯(lián)合實驗室
供稿：新聞中心
支持：健康學(xué)院徐斐教授團(tuán)隊
文：張新妍、袁帆
