做健康和安全的“守護者”——訪《危害物質化學成分量測量標準物質研制與應用》項目組負責人吳方迪

文/本刊記者 施京京

當前在全球范圍內，涉及食品安全、環境污染等問題的公共事件時見報端，而在它們背后，“罪魁禍首”就是危害化學物質。“危害物質化學成分量檢測，正是控制這些重大風險的重要技術保障。研制與應用危害物質化學成分量測量標準物質，對降低危害化學物質對人類的傷害具有至關重要的意義。”近日，記者來到中國計量科學研究院，采訪了該院副院長、獲得2011年度國家科學技術進步獎二等獎的《危害物質化學成分量測量標準物質研制與應用》項目組負責人吳方迪，聽他娓娓道來課題的研究之路、應用之果。

小“砝碼” 大支撐

“目前，在全球分析測量活動中，涉及化學測量部分超過了60%。”吳方迪介紹說，我國從上世紀50年代起，就開始了化學計量方面的研究，伴隨著經濟社會的快速發展以及全球經濟一體化趨勢，化學測量活動更是急劇增加，而危害物質的檢測在各種化學測量活動中占據著最重要的位置，是控制重大風險的技術保障。

標準物質是化學測量的計量標準，吳方迪生動地比喻道：“標準物質的作用如同砝碼，是量值傳遞的載體。使用量值準確、可溯源和國際互認的標準物質不但可以改進分析測量的質量，提高測量準確度，最大程度地保證測量結果的準確、可靠和有效，同時通過對測量結果的利用，可為國際貿易、科技進步和創新、經濟和社會發展等國家重大決策提供堅實的技術支撐。”

他舉例說，出于食品安全和貿易保護等原因，國際和國內對食品中農藥、獸藥殘留的限制種類越來越多，限制水平越來越高；我國的環境形勢嚴峻，酸雨控制地區的面積約為270萬平方公里，占國土面積30%，我國環保部門全國酸雨普查工作已開展多次，隨著監管要求的提高以及檢測方法的提高，更需要持續不斷的、適用的酸雨標準物質；涉及260萬平方公里國土調查的《全國多目標地球化學調查評價計劃》由于缺乏相關標準物質的支持，評價測量數據有效率一直偏低……“因此，研制滿足國家急需的危害物質化學成分量檢測用標準物質，保證不同時間、地點和人員的測量結果可靠，是當務之急。”

也正是這種迫在眉睫之感，促使吳方迪和計量院從事化學計量工作的同事們，從上世紀90年代起就一直致力于重要領域相關標準物質的研究。據介紹，《危害物質化學成分量測量標準物質研制與應用》項目將食品安全中農藥、獸藥及添加劑，水質監測中有機污染物，環境中元素形態、重金屬污染及酸雨，臨床檢驗用血清中成分量等四大類標準物質研究和制備技術的攻克作為主要內容，以研究建立國際互認的計量標準為主線，通過廣泛地推廣應用，整體支撐和提升食品安全、水質監測、國土資源與環境保護、大眾健康等重要領域檢測結果的準確性與可靠性，保證國家范圍內檢測結果的有效性。

在積累中創新

回憶起項目組的研究階段，吳方迪感慨地說：“這是個很有實力與潛力的團隊，他們年輕有悟性，刻苦又能堅持。”他記得在項目剛開始時，大家面臨著很多的“第一次”，例如沒有現成的資料，需要自己摸索。標準物質要求的純度很高，許多物質的制備獲得比較困難，需要采用許多基準方法，不斷地研究、選擇。“實驗做到一半才知道不成功，需要重頭來做，是常有的事。此外，我們的定值技術幾乎是沒有通用方法的，是因為我們的計量工作要求更加細致，要用‘放大鏡’來看每個細節。”

歷經十幾年的積累、堅持和努力，帶來了多方面的科技創新和技術突破。項目組創新研制了138種國家級標準物質，期間主導或參與國際比對10項次，實現了我國國際計量主導關鍵比對零的突破，比對結果均得到國際等效并互認。

吳方迪介紹說，項目的科技創新性主要包括六個方面：首先是通過系統設計和集成創新，研制國家重大領域急需的化學成分量標準物質138種，其中，國際首創107種、國內首創23種，為國家重大領域測量提供了可溯源的高準確度計量標準；其次，創新應用新型制備純化技術，研制了56種高純度農獸藥標準物質，在國際上首次為該系列農獸藥危害物質監測提供了準確計量的物質基礎；第三，基于新型分析定值技術的成功應用，一批標準物質作為國際互認的計量標準，發布在國際計量局關鍵比對數據庫中，在全球測量活動中起到了關鍵支撐作用；第四，基于同位素稀釋質譜基準測量原理，在國際上首次建立了血清中尿酸和尿中違禁激素代謝物準確測量方法，獲得美國商務部的感謝；第五，基于GUM化學測量不確定度原理，創新性減少不確定度分量貢獻，提升了不確定度水平，獲得國際認可，為我國高水平標準物質的研制奠定了堅實的基礎；第六，基于人尿基體砷元素形態分析研究，開創性研制系列砷元素形態標準物質，為地方砷污染疾病的防控作好了技術支撐，填補了國內空白。

與此同時，項目組在科研攻關過程中取得了重大的技術突破，例如：致力于國際互認研究，直接獲得危害物質測量與校準能力的國際互認56項；重點突破純物質制備與定值技術，目前，高純物質互認位列全球第一；在大眾健康領域，血清和尿液基體成分量同位素稀釋質譜測量方法獲得關鍵性突破；土壤沉積物順序提取標準物質的研制方法實現了突破，處于先進水平；首次將HPLC-IDMS（液相色譜同位素稀釋質譜）準確測量方法引入興奮劑檢測領域，建立了3種國際領先的激素準確測量方法；建立的先進技術成為國際比對的關鍵技術支撐。

成果應用廣泛

“通過項目的實施，以及我院化學計量工作者的努力，我國整體標準物質研制技術水平和成果進入國際領先行列，全球排名第二。研制成果在同類技術中獲國際認可數排名全球第二。”吳方迪欣慰地說。據了解，《危害物質化學成分量測量標準物質研制與應用》項目作為國家重點科技支撐項目，得到了科技部和國家質檢總局的大力支持，多年來，該項目的研究成果已在各重大領域得到了廣泛應用。

“在食品的日常檢測和科學研究中，科研成果應用于全國近千家食品安全檢驗實驗室，有效保證了各類食品中農藥、獸藥、非法添加劑等危害物檢測結果的準確可靠，有力地支撐了國家‘十一五’《食品安全關鍵技術》計劃的實施；在全國160萬平方公里地球化學調查評價樣品測試中，科研成果的應用為測試提供了質量保證，使得分析數據的有效性從46%提高到85%；在全國31個省、直轄市、自治區水質監測網站的水質檢測中，科研成果強有力地支撐了水質監測國家標準的有效實施，使得對應水質監測國家標準中相關危害物覆蓋率分別達到了100%和92%；在全國500余家環境監測站和260萬平方公里國土的酸雨測報工作中，科研成果大力保證了環境治理和酸雨監測工作的準確性和有效性。科研成果還在相關的技術工作中主導了全球測量結果的一致性。”

而讓吳方迪感到尤其高興的是，伴隨著項目的實施，整個研究團隊的成長。“研究團隊的技術創新能力得到了提升，尤其是青年技術骨干的成長非常令人欣慰，并且在解決國家重大與突發事件方面得到充分凸現。”例如，在汶川大地震中，他們13天成功研制《水質組胺等五種生物胺的測定高效液相色譜法》國家標準，解決了汶川大地震災區水質污染監測的難題，保證了飲水安全；他們僅用一個月時間，成功研制出《原料乳中三聚氰胺快速檢測液相色譜法》國家標準，解決了國家四部委組織的急需生鮮乳快速檢測技術這一重大社會關注的難題；為服務北京奧運會，他們成功研制了“奧運食品興奮劑檢測用標準物質”，首次為供奧食品中違禁藥物檢測提供測量標準，大力支持了供奧食品檢測保障體系……“項目組研制的危害物質化學成分量測量標準物質正在各個重要領域發揮著重要的技術支撐作用，而與此同時，我們的團隊把研究過程中的奮斗精神貫穿了下來，發揚光大。”吳方迪感慨地說。

也正是這種奮斗精神，讓他們成為了捍衛人們健康和安全的“守護者”。