食品安全關(guān)乎國(guó)計(jì)民生。近年來(lái)，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(wèn)題，時(shí)刻牽動(dòng)著社會(huì)公眾的敏感神經(jīng)。而精準(zhǔn)識(shí)別并檢測(cè)這些危害物，阻擋問(wèn)題食品流入市場(chǎng)，日益成為行業(yè)學(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn)。
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(duì)針對(duì)食品中化學(xué)危害物精準(zhǔn)、快速檢測(cè)的技術(shù)瓶頸，以檢測(cè)識(shí)別材料的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)為突破口，創(chuàng)建從分子模擬到材料精準(zhǔn)設(shè)計(jì)的方法路線(xiàn)體系，研發(fā)色譜前處理高效篩選、色譜柱吸附預(yù)測(cè)、新型水相速測(cè)前處理以及一體化探針檢測(cè)等核心技術(shù)，研制系列固相萃取柱、色譜柱和速測(cè)產(chǎn)品及儀器，并形成“食品中化學(xué)危害物的識(shí)別材料精準(zhǔn)設(shè)計(jì)及檢測(cè)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(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
徐斐領(lǐng)銜的“食品質(zhì)量安全檢測(cè)技術(shù)”導(dǎo)學(xué)團(tuán)隊(duì)合影
創(chuàng)新材料，驅(qū)動(dòng)色譜技術(shù)和速測(cè)技術(shù)雙革新，引領(lǐng)食品安全檢測(cè)新紀(jì)元
識(shí)別材料是食品化學(xué)危害物檢測(cè)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(shí)別材料的獲得一般依賴(lài)于大量實(shí)驗(yàn)試錯(cuò)，導(dǎo)致色譜材料長(zhǎng)期依賴(lài)進(jìn)口，速測(cè)材料更新緩慢，在實(shí)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(jì)的模擬周期縮短至原有的五分之一、速測(cè)材料特異性提升2至10倍、將農(nóng)/獸藥種類(lèi)識(shí)別范圍拓寬30%以上、可高效提取20余大類(lèi)農(nóng)獸藥殘留物……這些創(chuàng)新成果的實(shí)現(xiàn)有賴(lài)于團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新開(kāi)發(fā)了動(dòng)靜態(tài)分子模擬聯(lián)動(dòng)多維度實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)的識(shí)別材料精準(zhǔn)設(shè)計(jì)體系。徐斐教授介紹道：“在該體系的指導(dǎo)下，團(tuán)隊(duì)研發(fā)上市60種固相萃?。⊿PE）小柱、全新的色譜前處理裝備和200余種高性能?chē)?guó)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(shí)現(xiàn)了1000余種農(nóng)獸藥分子識(shí)別，覆蓋《食品安全國(guó)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(guó)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(hào)公告中78%獸藥種類(lèi)?！?/p>
為提升化學(xué)危害檢測(cè)的效率和準(zhǔn)確度，團(tuán)隊(duì)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(kāi)發(fā)紙基速測(cè)平臺(tái)，成功實(shí)現(xiàn)了“識(shí)別—放大一體化”和多種危害物的同步檢測(cè)，使檢測(cè)耗時(shí)縮短80%，靈敏度提高了2至6個(gè)數(shù)量級(jí)。
值得一提的是，團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)上市的色譜柱和SPE小柱，打破了國(guó)外色譜技術(shù)壟斷，目前已全面實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代，部分領(lǐng)域完全取代進(jìn)口同類(lèi)產(chǎn)品，其柱效等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)和價(jià)格普遍優(yōu)于國(guó)外頭部品牌的同類(lèi)產(chǎn)品。其中Ultimate、Xtimate、Welchrom系列等多種色譜柱銷(xiāo)量居國(guó)內(nèi)品牌首位，并遠(yuǎn)銷(xiāo)印度、美國(guó)、加拿大、巴西、阿根廷等20多個(gè)國(guó)家。團(tuán)隊(duì)創(chuàng)制的百余種速測(cè)產(chǎn)品及儀器，已成為大型活動(dòng)賽事食品安全保障主導(dǎo)產(chǎn)品，并獲得多國(guó)認(rèn)證，成功打入國(guó)際市場(chǎng)，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，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(cè)中的色譜材料
創(chuàng)制的色譜及快速檢測(cè)產(chǎn)品
技術(shù)“從二到一”、守牢食品安全防線(xiàn)的十年
早在2014年度上海市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上，徐斐教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“食品中多種農(nóng)藥殘留生物識(shí)別及快速檢測(cè)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(jiǎng)二等獎(jiǎng)。此次獲獎(jiǎng)并未讓他們停下腳步，反而促使整個(gè)團(tuán)隊(duì)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(cè)入手，但隨著研究的深入，我們意識(shí)到食品中化學(xué)危害物的種類(lèi)一直在更新迭代，亟需開(kāi)發(fā)快速、精準(zhǔn)的危害物識(shí)別材料設(shè)計(jì)方法?！眻F(tuán)隊(duì)成員曹慧老師回憶道，“既然已經(jīng)意識(shí)到了新問(wèn)題，就應(yīng)該繼續(xù)深入挖掘，爭(zhēng)取更大的突破?！庇谑?，團(tuán)隊(duì)成員再次聚集在一起共同探討未來(lái)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(cè)識(shí)別材料的研發(fā)周期，提升檢測(cè)精度和效率，以期在食品安全檢測(cè)領(lǐng)域取得更加顯著的成果。
這十年來(lái)，團(tuán)隊(duì)不僅實(shí)現(xiàn)了從上海市技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)到一等獎(jiǎng)的進(jìn)階，更推動(dòng)研究成果應(yīng)用于國(guó)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中酸價(jià)的測(cè)定》等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)16項(xiàng)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)，參與食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估6項(xiàng)；承擔(dān)“2020年進(jìn)博會(huì)—膳外賣(mài)供餐單位和集體用餐配送單位專(zhuān)項(xiàng)抽檢”等幾十項(xiàng)重大活動(dòng)安全保障項(xiàng)目、監(jiān)管重點(diǎn)任務(wù)和應(yīng)急檢驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目，提供檢驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(guó)家級(jí)新農(nóng)科研究與改革實(shí)踐項(xiàng)目、上海高校本科重點(diǎn)教學(xué)改革項(xiàng)目，其負(fù)責(zé)的食品質(zhì)量與安全專(zhuān)業(yè)獲批上海市一流本科專(zhuān)業(yè)，承擔(dān)的兩門(mén)相關(guān)本科課程獲批上海市高校重點(diǎn)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(jí)示范課程培育項(xiàng)目；曹慧、袁敏、葉泰、陰鳳琴等老師撰寫(xiě)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(lèi)專(zhuān)業(yè)“課程思政”案例》……
深耕食品檢測(cè)技術(shù)研發(fā)之外，徐斐教授團(tuán)隊(duì)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(kāi)設(shè)了本科生科研項(xiàng)目課程，將實(shí)驗(yàn)室的科技研發(fā)成果帶到學(xué)生中間?！霸诳蒲许?xiàng)目課程中，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(shū)本上的理論知識(shí)，還可以親身參與到項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析和科研論文撰寫(xiě)等各個(gè)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(jí)本科生唐夢(mèng)宇感慨道。
團(tuán)隊(duì)老師指導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)分析
為了提高學(xué)生的科技創(chuàng)新能力，徐斐教授團(tuán)隊(duì)還指導(dǎo)學(xué)生參加了各級(jí)各類(lèi)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(lèi)農(nóng)藥殘留速測(cè)生物傳感器”等項(xiàng)目獲得“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國(guó)總決賽銀獎(jiǎng)、上海賽區(qū)銀獎(jiǎng)以及“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競(jìng)賽上海賽區(qū)銅獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。
此外，徐斐團(tuán)隊(duì)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(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生實(shí)踐基地”，通過(guò)校企聯(lián)合培養(yǎng)，讓學(xué)生們?cè)谡鎸?shí)的工作場(chǎng)景中開(kāi)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(duì)與月旭科技（上海）股份有限公司合作建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室
供稿：新聞中心
支持：健康學(xué)院徐斐教授團(tuán)隊(duì)
文：張新妍、袁帆
