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牛!检测快准狠,广东这所高校唯一获得了教育部重大奖项一等奖!

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  近日,教育部正式发文,共授予288个项目2020年度高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术),华南农业大学食品学院雷红涛教授主持的“食品中化学污染物精准免疫识别及快速检测技术”项目获技术发明一等奖,华农是本次评选中唯一获得技术发明奖一等奖的广东高校。同时,这也是该校在食品科学方向上首次荣获教育部优秀成果奖一等奖。

  高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)是仅次于国家三大奖的重要奖项 ,旨在奖励开展科技创新、成果转化并在创新人才培养中作出突出贡献的高等学校教师、科技工作者和相关单位。高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)主要有自然科学奖、技术发明奖、科学技术进步奖,设一等奖、二等奖,对于特别优秀的成果可授予特等奖,同时设有青年科学奖,每年奖励总数不超过310项。2020年度共评选出技术发明奖40项(包括一等奖17项,二等奖23项)。

  

  本次获奖项目的研发团队主要包括华南农业大学广东省食品质量安全重点实验室和畜禽产品精准加工与安全控制国家地方联合工程中心(广州)的成员、江南大学以及广州万联生物科技有限公司成员,团队核心人员6名(雷红涛、徐振林、杨金易、孙秀兰、沈玉栋、王弘),以中青年人才为主。

  华农作为主持单位,承担了项目整体的设计及实施,重点开展了半抗原分子设计、抗体对半抗原危害物识别的分子机制及其调控、快速检测方法研发建立等工作;项目成果中重要的技术发明和突破,主要由华南农业大学广东省食品质量安全重点实验室、畜禽产品精准加工与安全控制国家地方联合工程中心(广州)研发团队完成。

  突破:精准开锁,快速识别

  放过期的食品开始腐败、烤箱中的面包开始变得焦黄,一个使人望而却步,一个令人眼馋心动,看似无关的二者之间,却有一个共同点:前者产生的组胺、后者产生的丙烯酰胺,这些化学污染物都是普通方法难以有效检测的超小分子物质。

  在食品安全监管中,化学污染物(药物残留、非法添加物、食品加工新生有害物等)一直是重点检测对象,而基于抗原-抗体特异性反应的免疫检测技术,因简单、快速、低成本等优势,是目前快速检测化学污染物的主流技术之一。 “抗原和抗体就像锁和钥匙,而免疫检测就是用‘抗体’这把钥匙去识别‘化学污染物半抗原’这把锁。”通过比喻,雷红涛这样生动解释技术原理。

  

  “由于化学污染物通常多为小分子半抗原类物质,相对于蛋白、细菌、病毒等大分子物质而言,是非常小的‘微锁’(指小分子半抗原类物质)。在以往的免疫识别和检测技术中,对于这些‘微锁’还缺少现成可用的‘钥匙’(指抗体),这就需要我们自己去设计、制造出精准开锁的钥匙,然后才能识别这些结构简单、分子量很小的目标,达到检测目的。”对于启动项目的原因,雷红涛进一步阐释道。

  免疫原性弱识别机制不清,抗体灵敏度、特异性调控困难,检测简便性智能化不足……针对化学污染物精准识别的这些“卡脖子”问题,华农团队进行系统研究,在多个方面进实现了创新性突破,进一步发展了经典免疫学检测方法和技术。

  雷红涛用三个词形容他们的重大技术突破: 无中生有、一箭多雕、智能简便 ,分别指的是抗原性很弱分子的抗体生产技术的从无到有、同一抗体对某类污染物对象从单一检测到多残留检测、使用3D打印技术开发便携式检测装置和使用信息技术开发APP实现手机检测。

  

  团队研发的快速检测试剂盒

  

  多功能食品安全分析仪

  例如,使用团队研发的免疫法试纸条检测水产品中的组胺,只需要15分钟左右,已被国家市场监督管理总局采用并制定了国家快速检测方法(KJ 202102);在蔬菜、肉类的安全检测中,使用团队研发的检测试纸,检测人员只需要把样品简单处理,再把提取液滴在检测卡上,5至8分钟就可以判读结果;

  制备的瘦肉精抗体能够同时识别常见瘦肉精及其类似物,开发的喹诺酮抗体可以同时识别二十多种喹诺酮药物,大大节省了检测成本;而通过智能云端采集到的检测数据,对于管理部门实时掌握市场食品安监测情况也很有帮助…… 相较过去的检测技术,该技术在减少基层检测时间、提高检测结果准确性等方面有较大提升,大大减轻了基层检测工作量,提高了检测效率。

  

  团队骨干成员合影

  

  雷红涛教授作讲座交流

  由于使用简单方便,项目成果已在实际生产中广泛应用,在包括国家市场监督管理部门、广东省食品工业研究所有限公司、深圳计量质量检测研究院、温氏集团等在内的全国多家农贸市场、大型超市、第三方检测机构以及企业的检测环节发挥过重要作用。

  据不完全统计,该项目已累计推广仪器3600多台、免疫法快速检测产品8000多万样份,近三年产生直接经济效益9826万元,经济和社会效益显著。 目前,广东省已将食品安全快速检测项目作为一项民生工程,在全省2000多家农贸市场设置了快检点,每天早上6~8点对市场上流通的果蔬、水产品、肉类等进行抽样检测,当场公布检测结果,供消费者购买时参考。

  

  收获:十年磨剑,未来可期

  丰硕的成果背后是艰辛的付出。自2010年始,整个项目研发历时近十年,陆续取得技术突破,逐步进行实际生产的推广应用,并从2017年起全面推广。

  谈到研发过程中的最大困难,雷红涛坦言是“多学科交叉面临的知识面不够”。小分子化合物的免疫检测技术涉及有机化学、免疫学、计算机科学、结构生物学、分析化学等多个交叉学科,在研究过程中常要用到跨学科手段,例如借助药物设计领域的分子模拟技术,借助生命科学领域的蛋白质结晶技术等。

  在成员知识背景不足以完全覆盖需求的情况下,团队一方面加强交叉学科知识学习,一方面通过引进人才、与国内外相关研究单位寻求合作等途径, “花了相当长的时间才把几 个技术融合运用到食品学科领域。”回忆往事,雷红涛的语气有几分登山至顶的感慨,“过程虽然很艰辛,对我们团队的成长还是非常有帮助的。”

  

  与国外同行交流

  此次获奖对于团队而言,是一种鼓励、肯定,也是一次总结、一种鞭策。团队主要成员徐振林教授表示, “无论获奖与否,我们的工作都会继续。” 杨金易副教授补充,“ 这个成果是对我们过去十年工作的总结。 事实上,很多新的工作已经在开展中,我相信我们会再次形成新的科技成果,更好服务食品安全保障。”

  雷红涛特别提到了团队带头人、奠基人孙远明教授的贡献 :“项目成果是团队集体智慧的结晶,离不开孙老师多年的辛勤付出和巨大贡献。但这次申报,孙老师坚辞不受,一定要让年轻老师们尽量排上,这种先人后己、提携后辈、高风亮节的精神,一直是我们团队精神的无声注解和践行示范。”

  

  对于未来,同时担任食品学院院长一职的雷红涛表示,食品科学与工程学科建设将立足大湾区社会经济发展需要,重点服务乡村振兴战略、“健康中国”政策等国家重大战略和国计民生需求,围绕农产品加工科技、营养健康科技、食品质量与安全科技, 布局农产品高值化加工、精准营养与健康、食品质量安全三大领域 ,重点在食品品质评价与改良、岭南特色农产品精深加工、精准营养与生命健康、功能食品与配料、食品安全主动防控等方向重点发力,努力形成学科发展特色鲜明、人才培养质量明显提升、科研成果产出丰硕、管理工作高效规范的局面, “到2025年,成为特色鲜明、富有创造力、国内前列、国际知名的食品学科,显著提升学院培养高质量人才和服务粤港澳大湾区经济建设的能力。”

  “我们将在前辈基础上继续发扬团结奉献求实互助的精神,争取更多更大的科技成果,应用服务于社会。”雷红涛说。

  来源:华南农业大学

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