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张贵锋 专注胶原蛋白领域

2019-01-21刘辛蕊

中华儿女 2019年1期
关键词:多肽胶原阿胶

刘辛蕊

张贵锋毕业于天津大学,1998年到中国科学院过程工程研究所(原化工冶金研究所)开始追寻他的科研梦,2008年获得生物化工专业博士学位,现任中国科学院过程工程研究所研究员。

张贵锋带领研究团队开展阿胶生产工艺中驴皮降解过程的研究工作,取得了一系列可喜成果,并逐步将科研成果进行了转化与应用,发表学术论文近100篇,其中SCI论文近50篇,申请国家发明专利8项。先后荣获北京市科学技术奖、山东省科技进步一等奖、中国分析测试协会分析测试奖和中国仪器仪表学会科技创新奖等,他本人也被评为中国分析测试协会优秀青年工作者、中国科学院过程工程研究所“十佳员工”和最佳科技成果转化奖等荣誉称号。张贵锋目前担任《生物学杂志》和《分析仪器》编委、北京中医药大学研究生导师和中国保健协会专家委员。

务实创新,解决产业存在的共性问题

2001年年初,原山东东阿阿胶股份有限公司(以下简称“东阿阿胶”)董事长刘维志先生联系到中国科学院过程工程研究所苏志国研究员,双方达成意向并确定了阿胶真伪鉴别的技术合作。张贵锋作为课题组工作人员着手开展该方面的研究工作,从此开启了长达17年的胶原蛋白研究。

张贵锋从阿胶组成分析入手,历时一年时间,对阿胶主要成分进行了系统剖析,发现阿胶中含有大量蛋白降解物,属于分子量高度分散、等电点接近、亲疏水性相似的多肽混合物,该研究为建立阿胶质量控制方法奠定了基础。

2002年开始,张贵锋先后6次深入阿胶制备车间,从驴皮预处理、提胶、过滤、浓缩以及后续处理等工艺入手,在生产工艺中累计取样200余个,系统考察了阿胶制备过程中驴皮成分的降解过程及物料的组成变化,发现了阿胶制备过程中的关键单元,在该单元中去除了大量的非蛋白类物质,最大程度上保留了蛋白类物质尤其是胶原蛋白降解后的多肽,该研究为进一步建立阿胶质量控制方法提供了依据。

从2003年开始,张贵锋从阿胶组成分析转向不同动物的胶原序列差异分析,既然阿胶主要是驴皮降解物且含有大量胶原蛋白肽,不同动物胶原蛋白的氨基酸序列存在一定差异。因此,理论上,根据不同来源胶原的序列差异可以进行胶原蛋白产品的动物溯源。张贵锋首先研究了同种动物不同类型胶原的差异,建立了基于质谱的胶原类型识别方法。在此基础上行,探索了基于特征多肽识别胶原蛋白动物来源的方法。

到2004年,张贵锋历时1年的时间研究了不同来源的胶原及其降解物的动物溯源方法,通过大量实验,证明了基于特征多肽的胶原蛋白或明胶的动物溯源方法具有可行性,并把该方法向东阿阿胶公司进行了通报。

2005年,张贵锋通过大量的实验数据和实际样品分析,对方法的方法学和理论依据进行了梳理,向东阿阿胶进行了正式汇报。2005年8月,东阿阿胶公司在中国科学院生物物理研究所组织专家对建立的方法进行了论证,参加人员包括饶子和、张玉奎和沈岩3位院士以及十几名专家,与会专家一致认为该方法理论依据明确,实施方案可行,方法即可定性又可定量。建议尽快完善方法学,提升方法的系统性。

2006至2008年,张贵锋在方法的理论依据,方法的系统性和可操作性方面开展了大量研究,分别收集了全国30余家阿胶厂的阿胶样品,对方法进行了升级和完善,确立了我国第一个基于特征多肽的胶类中药真伪鉴别方案。

张贵锋坦言,在做这个项目的时候遇到很多的困难,其中包括样品预处理、数据解析和序列比对等。为了克服这些困难,他先后去Thermo公司在美国和日本的培训基地系统学习了生物质谱分析技术及数据处理方法。付出总能得到回报,2008年,张贵锋将建立的阿胶真伪方法移交给东阿阿胶公司。2009年,东阿阿胶召集专题会议讨论阿胶真伪鉴别方法,同期,东阿阿胶股份有限公司联合中国药品与生物制品鉴定所中药室对方法进行了简化,张贵锋多次前去技术对接,林瑞超研究员和程显隆博士等协同对方法进行了简化,于2012年将简化后的方法加入到中国《药典》补充检测方法,2015年将基于驴胶原特征多肽标志物的阿胶质量控制方法正式列入我国《药典》,至此,阿胶成为我国第一个基于特征多肽进行产品质量控制的中药品种。

服务社会,重视科技成果的转移转化

从2008年到2010年,张贵锋同志将建立的胶原蛋白类型识别和动物溯源方法逐步进行了应用拓展,包括龜甲胶、鹿角胶和鱼皮鱼鳞胶原蛋白肽的研究。由于龟甲胶和鹿角胶的体量相对较小,张贵锋将主要研发方向转到市场容量和应用范围更为广泛的胶原蛋白类产品,利用胶原蛋白的结构和热稳定性相互关系以及多肽序列分析方面的研究基础,将研究成果逐渐向产品制备工艺拓展。

2009年与威海宇王集团合作,研究胶原蛋白肽中具有生物活性多肽的分离工艺,2013年通过了专家组的技术鉴定。2013年与中国中医科学院中药研究所合作,从阿胶分离出具有抗氧化等生物活性的多肽并成功进行了序列分析。

他带领研究团队研究胶原蛋白肽制备工艺,2010年与海南盛美诺公司合作,建立了我国第一套基于热变性和酶解耦合的胶原蛋白肽制备工艺,将传统的胶原蛋白肽制备工艺提升到第二代,同时完成了第三代胶原蛋白肽制备技术的储备。

他建立了我国第一套分子量范围可控的胶原蛋白肽制备工艺,2014年联合海南盛美诺公司承担了“十二五”国家高技术研究发展计划项目,即胶原蛋白助剂的绿色制造关键技术与应用,产品质量获得大幅度提升。

他带领研究团队研究了胶原制备工艺,2015年与河北考力森公司合作建立了我国规模最大医用胶原的生产线,产能达到吨级,关键技术通过成果鉴定,产品用户达到20余家。

他将蛋白质稳定性与释放行为的研究基础拓展到植物蛋白制备工艺,2016年与河北子丰公司合作建立了我国最大规模的小麦胚芽肽的制备工艺,实现了传统农产品加工副产物的高值化综合利用。2016与青岛海大集团合作,研发了浒苔多肽的制备工艺,相关技术实现了产业化应用。

基于在多肽制备及产品质量控制方面的工作基础,张贵锋参与制定3个行业标准和1项国家标准,并研制相应的标准样品或对照品,完成了5项目科技成果鉴定或评价。

面向未来,支撑胶原产业的长远发展

张贵锋预测未来的胶原市场规模将会是目前的几倍甚至更高。

“十三五”期间,胶原作为一种重要的生物材料被列入国家重点研发计划项目,在医疗器械、组织修复和器官替代领域发展空间巨大。

胶原基生物材料的快速发展需要高效快速的定性定量检测技术作为支撑,张贵锋表示,他会把胶原领域的研究成果逐渐应用拓展至生物材料领域,同时他也参与了干细胞大规模培养和生物人工肝脏相关的重点专项项目,他的科研团队也全部集中于胶原蛋白研究。

在采访的最后,张贵锋还从当前最热的共享理念切入,介绍了过程所通过对外开放实验室和外部合作等方式,以及在科研模式创新方面的探索。张贵锋的冷静、睿智给记者留下的印象颇深,同时我们也近距离感受到了研发人员的所思、所想。也正是因为有了张贵锋式行业研发方面的领军人物,才能推动我国相关产业的高质量发展。

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