張峰：聚焦食品安全以致用專注原創研究出碩果

　　分析測試百科網訊 食品安全在我國廣受關注，也是同分析測試技術密切相關的領域。2020年1月10日，2019年國家科學技術獎勵大會在人民大會堂隆重召開。黨和國家領導人出席大會并向獲獎代表頒獎。食品安全領域喜獲獎項，其中，中國檢驗檢疫科學研究院（以下簡稱中國檢科院）副院長張峰研究員作為第一完成人的《食品中化學性有害物檢測關鍵技術創新及應用》榮獲國家科技進步獎二等獎。近日，分析測試百科網采訪了張峰，希望他的經歷對年輕的分析測試行業從業者有啟發；張峰對食品安全未來發展也提出了展望，希望對關注食品安全檢測技術的分析測試研究和應用人員有更多啟發。

中藥分析技術-蛋白質組學分析技術-食品安全分析技術

　　為何選擇食品安全作為畢生事業？張峰首先談到了自己早年愛上分析化學的經歷。在大學讀化學時，分析化學課的指導老師是唐波教授，唐教授曾是國家自然科學獎和國家科技進步獎的領銜獲得者，他上課形式生動活潑，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，讓學生根據手頭已知的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”。既然立志選擇分析化學專業繼續攻讀，張峰就報考了該專業國內頂尖的中國科學院大連化學物理研究所，并師從梁鑫淼研究員攻讀博士，研究課題是中藥分析新技術。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-Institut für Biochemie (馬普學會生物化學研究所)， 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。在中科院期間，張峰應用了三重四級桿質譜等各種色譜質譜聯用技術分析中藥小分子；德國博士后期間，應用MALDI-TOF和nano LC-Q/TOF等各種色譜質譜技術開展大分子（如蛋白質、多肽）的分析，接觸了更多的前沿質譜技術。

　　由于一直從事分析化學的應用研究，回國時，張峰決定選擇和國計民生關系更緊密的工作，選擇分析化學的主戰場，解決更多實際問題。因此，他放棄了上海交大等高校的offer，來到原國家質檢總局直屬的中國檢科院。他說：“質檢總局強調以技術執法、用數據說話，主業是質量安全的檢測分析，是分析化學一個極為重要的應用領域。當然，分析化學可以運用到生命科學、醫療診斷、藥物研發等許多領域，但分析化學大多位于從屬地位。但質檢總局的工作，分析化學就是主業，是核心技術。所以我選擇了質檢總局的直屬科研機構，希望將我所學的知識更直接地應用到實際中去。”

　　德國研究時的啟示

　　德國的研究經歷對張峰帶來哪些啟示？張峰從宏觀和對個人影響的層面分別進行了闡述。

　　宏觀層面，中國和德國的科研體制有一些不同。

　　首先，德國的科研管理機制有其優越性。德國科學家的地位很高，是治理研究機構的主體。德國馬普研究所的設立，往往就是根據能否引入一個世界級的大師為前提。研究所的職能部門是為科學家服務的部門，這一點非常值得我國科研機構學習。近年來，我國在科研體制方面進行了改革，已經取得了很好的效果。

　　其次，德國科研機構的考核機制允許科研人員對某個方向開展長時間、深層次的研究。在德國，科研機構不強調文章的數量，而是強調科學研究的重大科學意義和現實意義，所以德國是獲得博士學位最難的國家之一，究其原因是只有一個畢業標準——導師評價。“只有導師認為你的能力達到了博士水平，你才能順利拿到學位，即使沒有發表論文也可以。但導師認為你的水平沒有達到應有水平，即使發表了再多文章都無法拿到學位。”張峰說到。在德國，如果研究生或博士后取得一些進展而想要發文章，導師往往會鼓勵他繼續深入研究，取得更大成果后再發表。“我所在的實驗室就是這樣，每年都有幾篇高水平的CNS論文發表，這些論文在科學意義方面非常引人注目。但這些論文都是經過4、5年甚至更久的積淀之后才發表出來的，這與國內有些教授急功近利的作風完全不同。”張峰說到。

　　第三點，德國更強調工作的原創性。“在德國，科研人員選定研究方向后，就會非常深入地研究這個領域，希望在這一領域有原創性的突破，這點與中國有很大的不同。”張峰說到。在我國，雖然有很多的文章、ZL涌現，但原創性成果較少，很多都是在發達國家原創性成果的基礎上做些后續工作。雖然我國的論文數量已經達到世界第二，但在原創性方面與發達國家還有較大差距。最近，國家開始重視這個問題，發布了一系列文件和措施，相信今后我國在原創性上會取得越來越多的突破。

　　德國歷練 打造較強科研項目組織能力

　　德國的留學經歷除了讓張峰看到了中國與發達國家之間機制的差異，同時也為其在中國的工作帶來了幫助。“首先，德國的學術作風和管理方式讓我能夠更加注重科研團隊的管理機制建設；其次，我會更加重視科研的原創性，鼓勵團隊科研人員更加深入地研究；第三，在德國的經歷也為我搭建了國際合作的橋梁。”張峰說到。“十三五”期間，張峰作為中方PI，負責歐盟地平線2020項目的“水果、蔬菜（包括茶葉）和果汁中的農藥多殘留篩查方法研究”課題。此外， “十三五”期間，張峰團隊牽頭了食品安全相關的國家重點研發計劃項目4個，率領來自全國52家高校或國務院食品安全委員會成員部門所屬科研院所的科研團隊共同承擔了這些項目。

挑戰未知、痕量有害物 創新食品安全檢測方法

　　從“三聚氰胺”開始，食品安全很多重大事件的罪魁禍首都是不在監管目錄中的化學有害物。中國的食品安全監管目錄中已有2000余種有害物，但相對4億多已知的化學物質來說，簡直是滄海一粟，如何發現這些監管目錄外的有害物質成為分析檢測領域的重大挑戰；此外隨著對食品安全的重視，國內外對有害物質的限量設置得越來越低，也不斷挑戰著檢測儀器、材料和方法的極限。解決監管目錄外未知新型有害物的發現難題、解決痕量物質的檢測難題，正是張峰2019年獲得國家科技進步獎二等獎的研究項目——《食品中化學性有害物檢測關鍵技術創新及應用》的主要成果。

　　面對棘手難題，張峰團隊首先發現了一個重要規律，并進行了系統研究。在食品安全領域，使用或添加的監管目錄外有害物質，大多是已知物質的結構修飾物，而不是全新骨架化合物。非法使用或添加者大多由利益驅動，由于研發具有功能的全新骨架結構化合物成本極高，因此他們大多通過對監管目錄內化合物進行結構修飾，這種微小的結構修飾往往能使新化合物保持相似的功能，同時又使現有檢測方法失效，從而逃避監管。沿著這個思路，張峰團隊通過梳理食品中各種化學有害物的結構，對其質譜的軟電離裂解規律進行探索，與硬電離不同，這些軟電離的裂解規律少有研究報道。張峰團隊系統提出了各類有害物的質譜軟電離裂解機理和規律，在SCI期刊上發表了系列研究論文；隨后應用化學計量學等技術篩選同類結構物質的質譜標志性中性丟失（或碎片），建立標志性中性丟失（或碎片）質譜掃描技術，從實際樣品中成功發現了同類結構的新型未知有害物。該研究為同類結構未知有害物發掘提供了理論依據，實現了未知有害物質發掘技術從無到有的突破。

開發了食品中未知有害物的質譜發掘技術

　　針對痕量有害物檢測難的問題，團隊開發了高選擇性富集材料和樣品前處理材料，研發超支化聚合物材料，相較于市場上商品化的產品，各項性能指標遙遙領先。

　　在項目研究期間，團隊共制訂了34項國標，16項行標，獲得授權發明ZL20項，出版專著8部，發表文章115篇，其中SCI為55篇。美國食藥局食品安全和應用營養中心（FDA CFSAN）的Perry G. Wang教授認為，該成果“在食品安全科學理論上取得突破”；“食品組學”概念的提出者——西班牙國家研究委員會Cifuentes教授也指出，該成果“達到國際先進水平”。

研發了高容量前處理富集材料，攻克了檢測方法靈敏度低的難題

　　該研究不僅獲得基礎理論方面的突破，讓張峰更高興的是其在實際應用中發揮了重要作用。中國檢驗檢疫科學研究院是國家市場監管總局食品抽檢監測秘書處單位，也是之前國家質檢總局殘留監控實驗室，具有得天獨厚的技術應用平臺，研究成果可以在全國進行應用推廣，提高國家食品安全科學監管的能力。“例如，這項技術在應對“臭腳鹽”、“云南牛肝菌檢出尼古丁”等食品安全突發事件中發揮了重要作用。我們收到了工信部的感謝信，質檢總局等部門給予了我們高度評價，幫助他們解決了棘手問題”。張峰特別欣慰：“我們的科技成果在維護人民生命健康、保障國民經濟安全和維護社會政治穩定等方面，都起了很大作用。”張峰再次堅定了對自己回國到中國檢科院工作的無悔選擇。

其它代表性項目

　　談到目前主持的科研項目，張峰介紹到，團隊承擔了歐盟地平線2020項目WP4課題，主持了4項“十三五”國家重點研發計劃項目，包括“應對國際貿易食品安全法規精準檢測關鍵技術研究”、“進出口藥食同源產品質量檢測技術研究”、“口岸食品安全控制與智能監控技術研究”和“食品安全監測與控制技術的全鏈條區域綜合示范”。

　　中國檢科院牽頭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”，作為該項目負責人，張峰表示：近年來，我國進出口食品貿易種類和總量與日俱增，在促進經濟發展的同時，進出口食品安全問題也愈加凸顯。由于我國與主要貿易國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、出口食品易遭受貿易技術壁壘”，迫切需要 “及時捕捉法規變化，提升檢測的準確度、靈敏度及速度，準確識別潛在風險”的檢測技術。項目團隊建立了食品法規差異性動態數據庫，建立了多維、多模式全息識別方法，提高我國進出口食品安全技術體系水平，保障進出口食品安全，促進食品國際貿易。

　　團隊主持的2019年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”，關注于全產業、全鏈條的食品安全監管，預期可實現從源頭開始，從農業環境到風險評估、風險預警、食品安全監管、進出口安全、乃至健康醫療，全面覆蓋整個食品產業鏈條，將能進一步解決食品安全中的諸多問題。

　　張峰小結了上述項目的特點：首先，最顯著的特點是食品安全技術向智能化方向發展。其次，已經有一些技術從含量測定向成像等可視化方向發展，包括質譜成像、光學成像、高光譜成像等。第三，融合多種技術，如：快速檢測篩查技術和質譜確認技術融合，將前沿組學等技術應用到食品安全檢測技術中。

未來中國食品安全檢測技術的發展方向

　　作為多項國家重點研發計劃項目的負責人、國家中長期科技發展規劃的編制專家，張峰結合自己的研究方向，為我們展望了中國食品安全檢測技術的發展方向。

　　智能化

　　首先，檢測的自動化不是智能化，是智能化的前提。其次，智能化檢測不能簡單理解為檢測后端的數據獲取、大數據分析。只有真正解放檢測人員的雙手才是真正實現了智能化。目前，食品檢測人員的苦惱就在繁瑣的前處理環節，耗時耗力又危害檢測人員健康。雖然有自動化前處理裝備在研發或銷售，但效果往往不盡人意。主要原因就在于食品的基質復雜，比如同樣是豬肉，肥的和瘦的就需要不同的前處理方法（這也是很多檢測標準實施效果不好的原因之一，沒有經驗的檢測人員不會根據樣品基質的特點去優化改進標準所規定的前處理條件）。因此，為了實現檢測的智能化，就必須實現食品基質的標準化。比如豬肉中獸藥的檢測，不僅僅需要獸藥的標準化，也需要豬肉的標準化。這就需要全面標準化的飼養條件，包括品種、生產環境、飼料等，使生產出來的豬肉中脂肪、蛋白質等基質的含量都能夠實現標準化。這些基質含量實現標準化，才能夠開發出通用的前處理凈化方法，從而實現檢測方法的標準化。不同品種、不同產地的豬，經過標準化飼養，能夠得到標準化的基質含量數據，這些數據輸入數據庫，就可以在檢測前，根據樣品的來源調取其基質數據和預先開發的前處理方法，結合自動化的前處理裝備、標準的儀器檢測方法以及數據處理方法，就可以實現無人工的智能化檢測。因此，畜禽養殖的規模化、標準化和溯源體系的建立，是智能檢測的前提。

　　可視化

　　傳統的定性、定量檢測技術只能獲取有害物的性質和含量，很難獲取整體分布情況。隨著成像技術的發展，人們可獲得可視化檢測結果。張峰認為，人們不僅可以獲知有害物在食品中的整體分布情況，甚至可以進行食品中有害物的動態代謝機理研究。

　　在線監控

　　目前我國的食品安全問題不僅包括安全檢測，同時也有食品安全控制問題，同時解決這兩個問題需要在線監測技術。比如對儲存的玉米進行安全性篩選，首先通過使用高光譜成像等多種可視化技術，再結合機械分離，就能實現霉變玉米和未霉變玉米的分離。但在線監測技術的發展需要結合其他手段才能真正實現。

　　綠色檢測

　　當前食品檢測實驗室污染問題比較重要，由于食品基質十分復雜，檢測前需要大量有機溶劑進行提取和凈化，而大量有機溶劑排放會造成嚴重的生態污染，這也是為什么很多檢測實驗室搬到郊區的原因。實現食品安全綠色檢測技術對于國家在環境保護方面非常重要。目前，人們使用的綠色檢測技術主要包括使用超臨界流體萃取和分離分析技術，使用DART、DBDI電離質譜、拉曼等直接分析技術等。隨著這類技術的定性、定量分析能力的提高，將有望解決有機溶劑污染的問題。

　　組學技術

　　首先，組學技術可以進行食品的真偽鑒別、摻假鑒別等，例如鑒別真假阿膠、真假紅酒。張峰實驗室利用REIMS離子刀-質譜技術，建立了相關數據庫，可在3秒鐘內鑒別三文魚品種和產地。

　　其次，組學技術可以用于過度加工食品的鑒別問題。食品當前的加工環節很多，每一個環節都有可能使食品本身的物質基礎、成分發生改變；發生改變之后到底對安全性有什么影響，需要進一步評估。在應用組學技術、化學計量學技術后，可以判定食品是否被過度加工。張峰實驗室已經開發了針對過度加工牛奶、過度加工烤肉等的鑒別方法。張峰舉例說：“傳統上，我們針對烤肉檢測其中的苯并芘、雜環胺，但即使沒有檢出也不見得安全，因為加工中可能還產生了其它我們不知道的有害物質。我們通過一系列模擬實驗，運用質譜技術和化學計量學技術，實現了不同溫度加工烤肉的區分，篩選出標志物，研究了標志物含量隨溫度變化的曲線。從而可以判定是否存在過度加工。”

給予青年人的建議

　　最后，張峰總結自己的科研所悟，對食品安全和分析測試領域的年輕科研人員提出了幾點中肯建議。

　　關注學科交叉：關注學科間的交叉，關注學科間緊密的聯系，時時跟蹤國際上相關領域甚至非相關領域的最新進展。張峰還特別指出“非相關領域”的進展，食品領域的科研人員若只關注食品領域的進展，很難做出原創性的科研成果。

　　執著于創新性項目：年輕科研人員要有執著的精神，不怕挑戰，不怕失敗。不要只做短平快的項目，短平快項目所獲得的成果無論在科學意義上還是實際意義上，都與原創性成果無法相比。

　　凝聚精神：希望年輕科研人員能夠凝聚精神，集中一點取得突破。如果為了多發文章，對前人成果進行小幅修改，然后發表大量文章，會造成小、散、亂問題，實際并沒有根本、系統性地解決某個領域的關鍵問題，不可能做出非常重要的成果，也很難沖擊國家級獎勵。

　　發揮合作精神：當前，只有學科間交叉合作，集體合作，才能完成一項具有原創性的科研工作。因為成為某領域的專家都需要多年的積累，只有懂得合作、擅長合作，才能做出好的科研工作。

　　樹立良好的學風：張峰表示，這是最重要的一點。從目前國內的科研大環境來看，學風與發達國家有一定差距，有待于提高。造成的原因有兩點，一個是過度追求文章數量而非質量，另一個是數據不嚴謹，對真實性不足夠重視。當前，中國有很多青年科研人員一年發表十幾篇文章，這種現象并不正常。國外很多大科學家一年也發不了幾篇文章，他們的所有數據都需要反復驗證、反復錘煉，只有這樣他們才會發表。只有嚴謹的治學態度，才有助于未來的成功。所以這是所有科研人員都要注意的問題。

　　張峰簡介

　　張峰，博士，研究員，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。中國檢驗檢疫科學研究院副院長，澳大利亞默多克大學（Murdoch University）博導，西安交大、福州大學兼職教授。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。2005年畢業于中國科學院大連化學物理研究所，獲分析化學博士學位，同年赴德國馬普生化所開展博士后研究。任APEC FSCF PTIN學術委員、WHO FCTC 專家組專家、國家中長期科技發展規劃編制組專家、食品安全國家標準審評委員會理化檢驗方法專委會副主任委員、國家市場監管總局食品安全抽檢監測秘書處副秘書長、中國儀器儀表學會食品安全檢測儀器與技術應用分會副理事長、中國質譜學會理事、中國分析測試協會理事、國家食品安全風險評估專家委員會委員、《中國食品衛生雜志》副主任委員、《食品科學》編委等。

　　從事食品安全分析檢測技術相關研究。“十三五”期間，所領導的科研團隊主持歐盟地平線2020課題1項、國家重點研發計劃項目4項、課題12項。在國內外雜志上發表文章200余篇，主編著作6部、授權ZL12件，制定國家標準9項。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、北京市科學技術獎三等獎等科技獎勵十余項。