最近一段时间华农食品学院“80后”教授徐振林多了一个特别的身份——
他带领团队主持获得
2022年度广东省科技进步奖一等奖成为了华农校史上最年轻的广东省科学技术奖一等奖主持人
“罗马不是一天建成”荣誉背后是代代传承,也是不懈创新这是一个生动的华农故事一起来看↓ ↓ ↓
徐振林教授一片新鲜菜叶,经过剪碎、稀释、振荡、提取、检测等步骤,只需15分钟便能知道它的农药残留情况。这么简便的检测方法,还可以在鸡肉、猪肉、鱼类等肉禽产品上应用……这一系列“高大上”的实验操作,早已不是实验机构的专属。如今,当你走进广东各地的农贸市场,总能看到一个用于检测的小房间,里面放着用于快速检测的综合检测仪,每日上市的蔬菜、肉类、水产等农产品总会在一大早被送到这里检测,检测数据会实时上传至市场的大屏幕,守护着人们的“菜篮子安全”。
从实验室走到菜市场,“平易近人”的科技背后,是华农团队的智慧结晶。
2023年,由食品学院教授徐振林主持的项目“农产品安全快速检测关键技术突破与监控体系创新”,荣获2022年度广东省科技进步奖一等奖。专家评价组认为,该项目的成果技术整体达到国际先进水平。作为华农校史上最年轻的广东省科学技术奖一等奖主持人,“80后”教授徐振林很谦虚:“这一切离不开学科前辈们的代代传承。荣誉只是阶段性的,我们要做的还有很多。”500多种核心材料,145个新产品
他们打破学科领域空白
想要在15分钟内快速准确检测农产品的农药残留情况,在以前是个几乎“天方夜谭”的事。其主要原因在于,速度和质量难以兼顾:普通的快速检测方法虽然速度快,但准确度低;专业的实验室检测虽然准确度高,但速度很慢,通常需要7到10天的时间才能生成结果。这样的情况,显然已经无法适应越来越严格的食品安全要求。如何实现“鱼和熊掌可以兼得”?徐振林团队抓住“酶法”和“免疫法”这两个农药检测的关键路径展开研究。“酶法通常采用的是一种名为乙酰胆碱脂酶的成分,这种酶可以被某些特定的农药抑制活性。这样我们通过检测酶的活性,就能识别出农药的种类;免疫法则涉及‘抗体-抗原’的识别机制,农药等化学污染物是类似抗原的物质,就像是一个个待打开的‘微型锁’,抗体则是检测这些物质的‘钥匙’,只要‘钥匙’可以打开‘锁’,就可以实现精准检测。”徐振林解释。原理听上去很简单,但要真正运用起来,还需要解决很多的问题。以免疫法为例,“有些载体蛋白的表面有成百上千个结合位点,小分子的农药到底应该耦联到哪个点,才能组合成合适的抗原物质,触发产生最优质的抗体?”
当时,国内外类似的研究可谓少之又少。面对几乎空白的学科领域,团队选择这条路,就已经做好了“坐冷板凳”的准备。“这个问题没有前人的答案,只能自己不断地摸索、尝试。最快可能三个月能够试出来,如果运气不好,可能两年都拿不出一株很好的抗体。”徐振林说。
困顿之时,计算机与生物学交叉融合的趋势为团队打开了新的思路。经过反复探索,如今,只要通过计算机的理论计算,团队就能模拟出农药小分子与不同位点的结合过程,也可以推演出抗体与农药识别的规律,制备抗体的效率随之大大提高,“生产一株优质抗体的周期已经能够稳定在半年左右。”
徐振林团队开发的检测产品与此同时,徐振林团队还抽提出关键酶的基因,并成功实现基因的克隆表达,这一创举很好地解决了酶敏感性下降的问题,也使得酶的生产成本大大降低。有了稳定制备的方法,农药精准快检的愿望也终于实现。团队创制了检测用的500多种核心原材料,又根据不同的场景和人群的需要,开发快速检测新产品145个。小小的抗原检测试剂盒,可以满足小型农贸市场以及民众日常的检测需求,仅需15分钟左右,即可知道自己购买的农产品是否存在农残、药残超标的情况。而可以检测多种农药的综合检测仪,则被用于农产品上市前的农残检测环节,是保障食品安全的关键“堡垒”。 流程监控全覆盖,化被动为主动
他们的成果惠及广东各地
有了快速检测的方法,徐振林团队很快把注意力聚焦到了食品安全监控的前端领域。“以前,农贸市场会抽样检测每日上市的产品,如果检测样品出现数据超标,工作人员就会当场销毁同一批次的农产品。因为检测过程存在一些人为操作的空间,一些不法供应商可以‘钻空子’篡改关键数据,导致消费者和普通商贩的利益得不到很好的保障。”徐振林介绍。
如何将检测工作化被动为主动?还是计算机技术来帮忙。“如果能做到溯源抽检并实时汇总数据,就能知道农药检出率在哪些环节会比较高,从而及时、高效地处理。”为此,团队积极与广东省相关单位合作打造网格化的智能农产品安全监控体系, 实现了从源头到终端市场农产品抽检的全覆盖。
流程示意图作为广东省民生工程项目的主要内容之一,这个监控体系由100多个前端快检站点、4500多个市场检测点组成,惠及广东省内几十个县市。只要工作人员打开机器开展检测工作,产生的相关数据就会实时上传至云端大数据系统,政府有关部门可以对上传的数据进行分析,有针对性地制定下一步的抽检与管控方案。除此之外,许多市场还会定期开展食品安全“你送我检”系列活动。市民可以免费送样检测,工作人员会使用特定的抗原检测试剂盒对送样品进行检测。
“我们将农残快检的一系列操作进行了简化,即便是零实验基础的人,也可以对照着说明书很快上手。”徐振林说,“这是公益性的项目,当然要简单、高效、精准,才能真正保障老百姓的食品安全嘛。”
对于取得的成绩,徐振林认为,团队成员只是恪守了“信心、耐心、虚心”这三个词。“信心”源自团队在前期扎实打下的科研基础。2010年,华农食品科学与工程学科带头人、徐振林的博士导师孙远明教授主持的“农业食品中有机磷农药等残留快速检测技术与应用”项目荣获国家科学技术进步二等奖,项目主要关注农残检验中的酶法的技术研发与应用;2021年,徐振林的师兄雷红涛教授主持项目“食品中化学污染物精准免疫识别及快速检测技术”获教育部优秀成果奖一等奖,主要聚焦免疫检测技术突破。前辈的研究成果是后辈前进的坚实基础。当科研传承的接力棒交到了徐振林手里,这些基础就是他施展脑中创新构想的底气。华农食品科学与工程学科团队骨干成员合影
“耐心”自然是在研究过程中“甘于坐冷板凳”的坚持。而“虚心”,则是对科研问题始终保持钻研进取的态度。在团队成员的学科知识背景不足以解决现有问题的情况下,团队一方面积极组织全体成员学习交叉学科知识,一方面引进多学科背景的人才、寻求国内外相关研究单位合作。
“目前,我们团队有食品、化学、生物信息学、分子生物学等学科背景的成员。多学科的交叉融合,可以让我们用更多元的视角更好地制定解决方案。”徐振林介绍。
在徐振林的设想里,有这样一台仪器:只需要将待检农产品放进去,仪器就会自动开展一系列检测工作,不到几分钟,几十种农药残留的情况一目了然。这也是团队下一步的研究重点。
“不怕没条件,就怕没想法。”这是徐振林的导师孙远明教授常说的一句话。如今徐振林也一直这样激励着团队成员,“现在各方面的条件好了,我们没有理由不做得更多。”
荣誉背后
是无数坚守与付出而这场“科研接力”还在继续为华农科研人点赞!期待未来,有更多科研成果落地生根,惠及大众
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文 | 新禾融媒体工作室 吴鑫韬 张玉莹图 | 新禾融媒体工作室 张嘉雯 温曦雯 部分由受访者提供微信编辑 | 新禾融媒体工作室 吴鑫韬
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