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生物计量:生物科技发展的基石

来源:中国质量报
摘要:“从有关方面发布的消息来看,这次对于肠出血性大肠杆菌污染源、传播途径的研究以及后期的应对过程中,都将使用到先进的生物技术。生物计量标准将在关键数据的准确、可比、可溯源等方面起到重要的保障作用。”中国计量科学研究院(以下简称中国计量院)生物、能源与环境研究所副所长、生物研究室负责人王晶,从最近德国爆......

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        “从有关方面发布的消息来看,这次对于肠出血性大肠杆菌污染源、传播途径的研究以及后期的应对过程中,都将使用到先进的生物技术。生物计量标准将在关键数据的准确、可比、可溯源等方面起到重要的保障作用。”中国计量科学研究院(以下简称中国计量院)生物、能源与环境研究所副所长、生物研究室负责人王晶,从最近德国爆发的肠出血性大肠杆菌疫情开始了关于生物计量的介绍。



        “现在,生物技术与我们日常生活的联系越来越紧密。飞速发展的生物技术离不开有效、可比的分析测定,离不开准确、具有国际等效的数据支撑,而这正是我们生物计量所承担的重要任务。”



        崭新的计量科学



        “生物计量是一门崭新的计量科学。”王晶介绍:“计量是关于测量的科学,国家计量基标准是实现单位统一、保障测量数据正确可靠,并与国际接轨的技术手段。那么生物计量就是保证生物分析测量结果准确、可比、可溯源的基石。”



        生物计量技术在医疗、司法、食品安全、生物安全等各个公共安全领域发挥着重要作用。例如食品中多肽、蛋白质功能成分的分析、奥运会中重组蛋白质激素的检测、食源性致病菌的核酸检测、疫苗残留DNA的检测、转基因检测等等。同时,突破生物技术产品的国际技术性贸易壁垒也离不开生物计量技术。



        王晶介绍,国际计量局(BIPM)的国际物质量咨询委员会(CCQM)于2001年正式成立了生物分析工作组(BAWG),每年组织生物计量方面的国际比对,以保证各国生物计量结果的可比和互认。这对于全球经济一体化趋势下的生物技术计量结果国际互认与国家生物经济、社会发展具有重要意义。



        作为我国计量科学研究的最高机构,中国计量院专门设置的生物研究室主要开展生物计量基础性、前瞻性、应用性研究,包括生物计量标准研制和生物量值传递、溯源技术的研究,保证生物分析测量量值的准确和可溯源性。据王晶介绍,目前,中国计量院已经开展了核酸、蛋白质、糖类、脂质、生物活性成分、微生物等方面的生物计量研究。虽然时间不长,但已经取得了可喜的成绩。



        建立核酸、多肽和蛋白质计量标准



        “核酸”、“多肽”、“蛋白质”“糖”“脂质”,对很多人来说,它们是既熟悉又神秘的名词。但对从事生物计量研究的工作人员来说,它们就是每天都要见面的“老朋友”。



        核酸、多肽和蛋白质是分子生物学研究的主要对象,是解决和解释复杂生命现象的根本所在。然而由于临床医药、食品安全、进出口等领域缺乏统一的测量技术标准,造成核酸、多肽、蛋白质测量量值缺乏可比性,评价结果不可比,从而危害到人民健康和国际贸易。因此研究建立相应的核酸和蛋白质测量技术标准体系的要求越来越迫切。



        由王晶等人完成的国家“十一五”支撑项目“核酸和蛋白质测量技术标准研究”实现了核酸和蛋白质测量的准确、有效、可比,为国家公共安全领域、生物产业化企业和其他基础性公益性部门进行核酸和蛋白质相关检测和研究提供了强有力的技术支撑。



        在课题研究中,项目组攻克了多项生物计量关键技术,填补了国内多项空白。例如,在建立胰岛素含量同位素精确计量方法时,创新性地提出将主成分和杂蛋白充分分离后分别收集并添加同位素内标,使主成分和杂蛋白含量能够准确的通过同位素稀释质谱测定,并且测定结果能够最终溯源到SI单位;建立了简便、产量最高的坂崎肠杆菌基因组DNA提取纯化方法,为坂崎肠杆菌核酸含量标准物质研制奠定基础。



        让临床检验更准确



        随着生命科学和生物技术的迅猛发展,越来越多的蛋白质标志物被用于疾病诊断,越来越多的蛋白质诊断仪器被开发出来并运用于医疗诊断。但由于相关蛋白质含量和分子量计量研究的不足和相关标准物质的欠缺,使得若干蛋白质临床检验结果无法溯源,蛋白质诊断仪器无法检定校准,从而难以保证检测结果的准确和可比。因此研究蛋白质计量技术、研制蛋白质标准物质并制定仪器校准规范对于保障人们的身体健康有着重要意义。由武利庆负责完成的“医疗器械体外诊断试剂溯源急需蛋白质计量关键技术研究和标准物质研制”项目解决了中分子量蛋白和复杂基体中蛋白质含量权威计量方法研究不足、临床检验中蛋白质检测结果量值无法溯源、临床常用蛋白质分析仪器无法校准的问题。



        DNA序列是所有生物物种遗传信息的携带者。基因检测临床诊断中,DNA序列测量的准确性、其量值的统一,直接关系到检验结果的准确性、权威性和国际互认的程度,是我国核酸类生物产业与国际接轨的重要条件之一。由张玲完成的“核酸DNA序列测量技术与线粒体DNA序列点突变测量标准研究”针对临床基因诊断检测方法缺乏计量标准的问题,建立了核酸DNA序列高准确度测量技术,并为DNA序列点突变测量研究测量标准,填补了我国在核酸序列测量计量标准研究方面的空白,为我国开展核酸序列溯源传递研究、实践提供了基础。



        为食品安全提供计量支撑



        生物计量与食品安全有着密切的联系。王晶解释,生物毒素、微生物、转基因成分、过敏源性等生物因素往往是影响食品安全的重要因素。“这些生物因素和其他依靠生物技术和标准监控的有毒有害成分,都需要生物计量标准的支撑,以确保测量结果的正确、可靠和可比。”



        由傅博强、盛灵慧等人完成的“食品安全相关贝类毒素和有害脂肪酸含量测量基标准方法及标准物质研究”就是生物计量在保障食品安全方面做出的新探索。



        由于环境污染和近海富营养化,有毒赤潮生物产生的毒素经贝类或鱼类累积后会危及食用者的身体健康和生命安全。其中麻痹性贝毒和腹泻性贝毒是分布最广、危害最大的贝类毒素。“这个项目研制的麻痹性贝类毒素基体标准物质和腹泻性贝类毒素基体标准物质已被山东、厦门、深圳等地的出入境检验检疫局作为日常贝类毒素检测的质控样品,保证了我国口岸进出口贝类中麻痹性贝类毒素和腹泻性贝类毒素检测结果的可靠和可比,从而保障了我国进出口贝类的食品安全。”项目主要完成人傅博强说。



        该项目的另一研究成果主要用于食品中饱和脂肪酸和反式脂肪酸的检测。研究人员盛灵慧介绍,该项目所研制的硬脂酸和反-9十八碳烯酸纯度标准物质已被国内食品检测机构用于检测有害脂肪酸的含量,对于保证检测数据的准确性、可靠性、可比性具有积极的意义。



        在保健食品领域,生物计量研究也获得了突破。近年来保健食品领域的种种混乱现象多是因为缺乏相关活性成分检测的标准物质,导致产品无法得到有效的质量监控。傅博强完成的“生物活性成分标准物质研制”课题研制了膳食纤维、抗炎活性成分甘草酸纯品标准物质和大豆异黄酮基体标准物质,可用于保健食品中相关活性成分分析检测的质量控制和分析方法的验证等,从而保证了人民群众食用保健食品的功效和安全,维护了消费者的利益。
作者: 2011-7-24
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