做健康和安全的“守护者”——访《危害物质化学成分量测量标准物质研制与应用》项目组负责人吴方迪

文/本刊记者 施京京

当前在全球范围内，涉及食品安全、环境污染等问题的公共事件时见报端，而在它们背后，“罪魁祸首”就是危害化学物质。“危害物质化学成分量检测，正是控制这些重大风险的重要技术保障。研制与应用危害物质化学成分量测量标准物质，对降低危害化学物质对人类的伤害具有至关重要的意义。”近日，记者来到中国计量科学研究院，采访了该院副院长、获得2011年度国家科学技术进步奖二等奖的《危害物质化学成分量测量标准物质研制与应用》项目组负责人吴方迪，听他娓娓道来课题的研究之路、应用之果。

小“砝码” 大支撑

“目前，在全球分析测量活动中，涉及化学测量部分超过了60%。”吴方迪介绍说，我国从上世纪50年代起，就开始了化学计量方面的研究，伴随着经济社会的快速发展以及全球经济一体化趋势，化学测量活动更是急剧增加，而危害物质的检测在各种化学测量活动中占据着最重要的位置，是控制重大风险的技术保障。

标准物质是化学测量的计量标准，吴方迪生动地比喻道：“标准物质的作用如同砝码，是量值传递的载体。使用量值准确、可溯源和国际互认的标准物质不但可以改进分析测量的质量，提高测量准确度，最大程度地保证测量结果的准确、可靠和有效，同时通过对测量结果的利用，可为国际贸易、科技进步和创新、经济和社会发展等国家重大决策提供坚实的技术支撑。”

他举例说，出于食品安全和贸易保护等原因，国际和国内对食品中农药、兽药残留的限制种类越来越多，限制水平越来越高；我国的环境形势严峻，酸雨控制地区的面积约为270万平方公里，占国土面积30%，我国环保部门全国酸雨普查工作已开展多次，随着监管要求的提高以及检测方法的提高，更需要持续不断的、适用的酸雨标准物质；涉及260万平方公里国土调查的《全国多目标地球化学调查评价计划》由于缺乏相关标准物质的支持，评价测量数据有效率一直偏低……“因此，研制满足国家急需的危害物质化学成分量检测用标准物质，保证不同时间、地点和人员的测量结果可靠，是当务之急。”

也正是这种迫在眉睫之感，促使吴方迪和计量院从事化学计量工作的同事们，从上世纪90年代起就一直致力于重要领域相关标准物质的研究。据介绍，《危害物质化学成分量测量标准物质研制与应用》项目将食品安全中农药、兽药及添加剂，水质监测中有机污染物，环境中元素形态、重金属污染及酸雨，临床检验用血清中成分量等四大类标准物质研究和制备技术的攻克作为主要内容，以研究建立国际互认的计量标准为主线，通过广泛地推广应用，整体支撑和提升食品安全、水质监测、国土资源与环境保护、大众健康等重要领域检测结果的准确性与可靠性，保证国家范围内检测结果的有效性。

在积累中创新

回忆起项目组的研究阶段，吴方迪感慨地说：“这是个很有实力与潜力的团队，他们年轻有悟性，刻苦又能坚持。”他记得在项目刚开始时，大家面临着很多的“第一次”，例如没有现成的资料，需要自己摸索。标准物质要求的纯度很高，许多物质的制备获得比较困难，需要采用许多基准方法，不断地研究、选择。“实验做到一半才知道不成功，需要重头来做，是常有的事。此外，我们的定值技术几乎是没有通用方法的，是因为我们的计量工作要求更加细致，要用‘放大镜’来看每个细节。”

历经十几年的积累、坚持和努力，带来了多方面的科技创新和技术突破。项目组创新研制了138种国家级标准物质，期间主导或参与国际比对10项次，实现了我国国际计量主导关键比对零的突破，比对结果均得到国际等效并互认。

吴方迪介绍说，项目的科技创新性主要包括六个方面：首先是通过系统设计和集成创新，研制国家重大领域急需的化学成分量标准物质138种，其中，国际首创107种、国内首创23种，为国家重大领域测量提供了可溯源的高准确度计量标准；其次，创新应用新型制备纯化技术，研制了56种高纯度农兽药标准物质，在国际上首次为该系列农兽药危害物质监测提供了准确计量的物质基础；第三，基于新型分析定值技术的成功应用，一批标准物质作为国际互认的计量标准，发布在国际计量局关键比对数据库中，在全球测量活动中起到了关键支撑作用；第四，基于同位素稀释质谱基准测量原理，在国际上首次建立了血清中尿酸和尿中违禁激素代谢物准确测量方法，获得美国商务部的感谢；第五，基于GUM化学测量不确定度原理，创新性减少不确定度分量贡献，提升了不确定度水平，获得国际认可，为我国高水平标准物质的研制奠定了坚实的基础；第六，基于人尿基体砷元素形态分析研究，开创性研制系列砷元素形态标准物质，为地方砷污染疾病的防控作好了技术支撑，填补了国内空白。

与此同时，项目组在科研攻关过程中取得了重大的技术突破，例如：致力于国际互认研究，直接获得危害物质测量与校准能力的国际互认56项；重点突破纯物质制备与定值技术，目前，高纯物质互认位列全球第一；在大众健康领域，血清和尿液基体成分量同位素稀释质谱测量方法获得关键性突破；土壤沉积物顺序提取标准物质的研制方法实现了突破，处于先进水平；首次将HPLC-IDMS（液相色谱同位素稀释质谱）准确测量方法引入兴奋剂检测领域，建立了3种国际领先的激素准确测量方法；建立的先进技术成为国际比对的关键技术支撑。

成果应用广泛

“通过项目的实施，以及我院化学计量工作者的努力，我国整体标准物质研制技术水平和成果进入国际领先行列，全球排名第二。研制成果在同类技术中获国际认可数排名全球第二。”吴方迪欣慰地说。据了解，《危害物质化学成分量测量标准物质研制与应用》项目作为国家重点科技支撑项目，得到了科技部和国家质检总局的大力支持，多年来，该项目的研究成果已在各重大领域得到了广泛应用。

“在食品的日常检测和科学研究中，科研成果应用于全国近千家食品安全检验实验室，有效保证了各类食品中农药、兽药、非法添加剂等危害物检测结果的准确可靠，有力地支撑了国家‘十一五’《食品安全关键技术》计划的实施；在全国160万平方公里地球化学调查评价样品测试中，科研成果的应用为测试提供了质量保证，使得分析数据的有效性从46%提高到85%；在全国31个省、直辖市、自治区水质监测网站的水质检测中，科研成果强有力地支撑了水质监测国家标准的有效实施，使得对应水质监测国家标准中相关危害物覆盖率分别达到了100%和92%；在全国500余家环境监测站和260万平方公里国土的酸雨测报工作中，科研成果大力保证了环境治理和酸雨监测工作的准确性和有效性。科研成果还在相关的技术工作中主导了全球测量结果的一致性。”

而让吴方迪感到尤其高兴的是，伴随着项目的实施，整个研究团队的成长。“研究团队的技术创新能力得到了提升，尤其是青年技术骨干的成长非常令人欣慰，并且在解决国家重大与突发事件方面得到充分凸现。”例如，在汶川大地震中，他们13天成功研制《水质组胺等五种生物胺的测定高效液相色谱法》国家标准，解决了汶川大地震灾区水质污染监测的难题，保证了饮水安全；他们仅用一个月时间，成功研制出《原料乳中三聚氰胺快速检测液相色谱法》国家标准，解决了国家四部委组织的急需生鲜乳快速检测技术这一重大社会关注的难题；为服务北京奥运会，他们成功研制了“奥运食品兴奋剂检测用标准物质”，首次为供奥食品中违禁药物检测提供测量标准，大力支持了供奥食品检测保障体系……“项目组研制的危害物质化学成分量测量标准物质正在各个重要领域发挥着重要的技术支撑作用，而与此同时，我们的团队把研究过程中的奋斗精神贯穿了下来，发扬光大。”吴方迪感慨地说。

也正是这种奋斗精神，让他们成为了捍卫人们健康和安全的“守护者”。