高分辨質(zhì)譜-互聯(lián)網(wǎng)-數(shù)據(jù)科學(xué)三元融合技術(shù)構(gòu)建農(nóng)藥殘留偵測技術(shù)平臺
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中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊 1976?年，世界衛(wèi)生組織（WHO）、國際糧農(nóng)組織（FAO）和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）共同設(shè)立了全球環(huán)境檢測系統(tǒng)/食品項目（Global Environment Monitoring System/Food），旨在掌握各會員國食品污染狀況，了解食品污染物的攝入量，保護(hù)人體健康，促進(jìn)國際貿(mào)易發(fā)展。美國于?1962?年啟動了“農(nóng)藥殘留監(jiān)測計劃”（Pesticide Program: Residue Monitoring，PPRM），此后又相繼建立了“國家殘留監(jiān)控計劃”（National Residue Program，NRP）和“農(nóng)藥數(shù)據(jù)計劃”（Pesticide Data Program，PDP），到目前為止，美國共有三大農(nóng)藥殘留監(jiān)控系統(tǒng)。歐盟于?1971?年按照?71/118/EEC?號指令要求各成員國開展農(nóng)獸藥殘留檢測工作，到?1996?年歐共體啟動《共同體農(nóng)藥殘留監(jiān)控計劃》，現(xiàn)已形成歐盟層面和歐盟各成員國兩個層面的殘留監(jiān)控體系。日本于?2003?年啟動了當(dāng)時世界上最為嚴(yán)厲的農(nóng)藥殘留監(jiān)控體系——“肯定列表制度”，并明確規(guī)定，只有符合該列表制度的農(nóng)產(chǎn)品才能進(jìn)入日本市場。中國于?1999?年制定了《中華人民共和國動物及動物源食品中殘留物質(zhì)監(jiān)控計劃》；2010年，衛(wèi)生部等?5?部門聯(lián)合制定《食品安全風(fēng)險監(jiān)測管理規(guī)定》，提出制定國家食品安全風(fēng)險監(jiān)測計劃。
隨著世界各國食品安全戰(zhàn)略地位的確立，農(nóng)藥殘留限量標(biāo)準(zhǔn)越設(shè)越多，限量要求越來越嚴(yán)，農(nóng)藥殘留監(jiān)控的挑戰(zhàn)越來越大。農(nóng)藥最大殘留限量（MRL）既是食品安全限量標(biāo)準(zhǔn)之一，也是食品農(nóng)產(chǎn)品國際貿(mào)易準(zhǔn)入門檻，更是世界各國為保護(hù)食品農(nóng)產(chǎn)品安全所重點研究的技術(shù)措施。目前世界常用農(nóng)藥大約有?2?000?種，歐盟、美國、日本和中國制定的?MRL?分別達(dá)到?162?248?項（839種農(nóng)藥，2013?年）、39?147?項（500?多種農(nóng)藥，2011年）、51?600?項（823?種農(nóng)藥，2013?年）和?4?140?項（433?種農(nóng)藥，2016?年）。與世界發(fā)達(dá)國家相比，中國學(xué)者在這一領(lǐng)域的研究，還有廣闊的發(fā)展空間。
因此，筆者團(tuán)隊于?2013?年對?1990—2013?年這?24?年間發(fā)表在?15?個主流國際雜志上?4?109?篇檢測農(nóng)藥殘留的論文進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，農(nóng)藥殘留分析一直唱主角的色譜技術(shù)論文總量悄然被質(zhì)譜技術(shù)超越，超越的時間點在?2001?年左右，到?2013?年農(nóng)藥殘留檢測質(zhì)譜技術(shù)的論文數(shù)量已遙遙領(lǐng)先于色譜技術(shù)。氣/液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜多殘留檢測技術(shù)，成為世界各國研究者的熱門研究領(lǐng)域。特別是近年來發(fā)展起來的高分辨質(zhì)譜技術(shù)，由于具有以農(nóng)藥精確質(zhì)量數(shù)篩查農(nóng)藥的優(yōu)點，在農(nóng)藥殘留分析方面具有顯著優(yōu)勢，引起目前農(nóng)藥殘留研究者的高度關(guān)注。鑒于高分辨質(zhì)譜偵測技術(shù)的高度數(shù)字化、信息化和自動化的實現(xiàn)，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也呈現(xiàn)出規(guī)模巨大（volume）、類型多樣（variety）、產(chǎn)生速度快（velocity）、價值密度低（value）的大數(shù)據(jù)?4V?特征，這就為農(nóng)藥殘留數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲和分析提出了極大的挑戰(zhàn)。因此，為了對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行快速智能分析，可以用于大數(shù)據(jù)采集、傳送、統(tǒng)計和智能分析的農(nóng)藥殘留偵測技術(shù)平臺亟待開發(fā)。
如何基于互聯(lián)網(wǎng)，利用先進(jìn)的高分辨率質(zhì)譜技術(shù)與數(shù)據(jù)科學(xué)融合，構(gòu)建農(nóng)藥殘留偵測數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)食用農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留數(shù)據(jù)的及時采集、管理和智能分析，并在短時間內(nèi)自動生成相關(guān)農(nóng)藥殘留檢測報告，為農(nóng)藥殘留追根溯源、風(fēng)險評估以及農(nóng)藥的科學(xué)管理與使用，提供實時在線服務(wù)。到目前為止，這類方法和系統(tǒng)未見報道。
筆者團(tuán)隊研發(fā)了一種高分辨質(zhì)譜-互聯(lián)網(wǎng)-數(shù)據(jù)科學(xué)三元融合技術(shù)，并基于該技術(shù)構(gòu)建了農(nóng)藥殘留偵測技術(shù)平臺，提出了偵測報告自動生成及一鍵快速下載的方法。通過全國各地的聯(lián)盟實驗室用高分辨質(zhì)譜技術(shù)對?18?類?146?種水果蔬菜中世界常用?1?200?多種農(nóng)藥化學(xué)污染物實施一年四季循環(huán)監(jiān)測；通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)各個聯(lián)盟實驗室數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通及數(shù)據(jù)共享；通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和智能分析系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行智能管理與分析，實現(xiàn)了報告自動生成并一鍵快速下載。該方法提高農(nóng)藥殘留發(fā)現(xiàn)的能力，以及提高檢測方法的效能，是任何一種傳統(tǒng)農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)所不能比擬的。同時，也使農(nóng)藥殘留食品安全問題早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)警、早管理，促進(jìn)食品安全監(jiān)管前移，實現(xiàn)食品安全由被動整治逐步向防患于未然轉(zhuǎn)移。