生物科技發展的基石

“從有關方面發布的消息來看，這次對于腸出血性大腸桿菌污染源、傳播途徑的研究以及后期的應對過程中，都將使用到先進的生物技術。生物計量標準將在關鍵數據的準確、可比、可溯源等方面起到重要的保障作用。”中國計量科學研究院（以下簡稱中國計量院）生物、能源與環境研究所副所長、生物研究室負責人王晶，從最近德國爆發的腸出血性大腸桿菌疫情開始了關于生物計量的介紹。



        “現在，生物技術與我們日常生活的聯系越來越緊密。飛速發展的生物技術離不開有效、可比的分析測定，離不開準確、具有國際等效的數據支撐，而這正是我們生物計量所承擔的重要任務。”



        嶄新的計量科學



        “生物計量是一門嶄新的計量科學。”王晶介紹：“計量是關于測量的科學，國家計量基標準是實現單位統一、保障測量數據正確可靠，并與國際接軌的技術手段。那么生物計量就是保證生物分析測量結果準確、可比、可溯源的基石。”



        生物計量技術在醫療、司法、食品安全、生物安全等各個公共安全領域發揮著重要作用。例如食品中多肽、蛋白質功能成分的分析、奧運會中重組蛋白質激素的檢測、食源性致病菌的核酸檢測、疫苗殘留DNA的檢測、轉基因檢測等等。同時，突破生物技術產品的國際技術性貿易壁壘也離不開生物計量技術。



        王晶介紹，國際計量局（BIPM）的國際物質量咨詢委員會（CCQM）于2001年正式成立了生物分析工作組（BAWG），每年組織生物計量方面的國際比對，以保證各國生物計量結果的可比和互認。這對于全球經濟一體化趨勢下的生物技術計量結果國際互認與國家生物經濟、社會發展具有重要意義。



        作為我國計量科學研究的最高機構，中國計量院專門設置的生物研究室主要開展生物計量基礎性、前瞻性、應用性研究，包括生物計量標準研制和生物量值傳遞、溯源技術的研究，保證生物分析測量量值的準確和可溯源性。據王晶介紹，目前，中國計量院已經開展了核酸、蛋白質、糖類、脂質、生物活性成分、微生物等方面的生物計量研究。雖然時間不長，但已經取得了可喜的成績。



        建立核酸、多肽和蛋白質計量標準



        “核酸”、“多肽”、“蛋白質”“糖”“脂質”，對很多人來說，它們是既熟悉又神秘的名詞。但對從事生物計量研究的工作人員來說，它們就是每天都要見面的“老朋友”。



        核酸、多肽和蛋白質是分子生物學研究的主要對象，是解決和解釋復雜生命現象的根本所在。然而由于臨床醫藥、食品安全、進出口等領域缺乏統一的測量技術標準，造成核酸、多肽、蛋白質測量量值缺乏可比性，評價結果不可比，從而危害到人民健康和國際貿易。因此研究建立相應的核酸和蛋白質測量技術標準體系的要求越來越迫切。



        由王晶等人完成的國家“十一五”支撐項目“核酸和蛋白質測量技術標準研究”實現了核酸和蛋白質測量的準確、有效、可比，為國家公共安全領域、生物產業化企業和其他基礎性公益性部門進行核酸和蛋白質相關檢測和研究提供了強有力的技術支撐。



        在課題研究中，項目組攻克了多項生物計量關鍵技術，填補了國內多項空白。例如，在建立胰島素含量同位素精確計量方法時，創新性地提出將主成分和雜蛋白充分分離后分別收集并添加同位素內標，使主成分和雜蛋白含量能夠準確的通過同位素稀釋質譜測定，并且測定結果能夠最終溯源到SI單位；建立了簡便、產量最高的坂崎腸桿菌基因組DNA提取純化方法，為坂崎腸桿菌核酸含量標準物質研制奠定基礎。



        讓臨床檢驗更準確



        隨著生命科學和生物技術的迅猛發展，越來越多的蛋白質標志物被用于疾病診斷，越來越多的蛋白質診斷儀器被開發出來并運用于醫療診斷。但由于相關蛋白質含量和分子量計量研究的不足和相關標準物質的欠缺，使得若干蛋白質臨床檢驗結果無法溯源，蛋白質診斷儀器無法檢定校準，從而難以保證檢測結果的準確和可比。因此研究蛋白質計量技術、研制蛋白質標準物質并制定儀器校準規范對于保障人們的身體健康有著重要意義。由武利慶負責完成的“醫療器械體外診斷試劑溯源急需蛋白質計量關鍵技術研究和標準物質研制”項目解決了中分子量蛋白和復雜基體中蛋白質含量權威計量方法研究不足、臨床檢驗中蛋白質檢測結果量值無法溯源、臨床常用蛋白質分析儀器無法校準的問題。



        DNA序列是所有生物物種遺傳信息的攜帶者。基因檢測臨床診斷中，DNA序列測量的準確性、其量值的統一，直接關系到檢驗結果的準確性、權威性和國際互認的程度，是我國核酸類生物產業與國際接軌的重要條件之一。由張玲完成的“核酸DNA序列測量技術與線粒體DNA序列點突變測量標準研究”針對臨床基因診斷檢測方法缺乏計量標準的問題，建立了核酸DNA序列高準確度測量技術，并為DNA序列點突變測量研究測量標準，填補了我國在核酸序列測量計量標準研究方面的空白，為我國開展核酸序列溯源傳遞研究、實踐提供了基礎。



        為食品安全提供計量支撐



        生物計量與食品安全有著密切的聯系。王晶解釋，生物毒素、微生物、轉基因成分、過敏源性等生物因素往往是影響食品安全的重要因素。“這些生物因素和其他依靠生物技術和標準監控的有毒有害成分，都需要生物計量標準的支撐，以確保測量結果的正確、可靠和可比。”



        由傅博強、盛靈慧等人完成的“食品安全相關貝類毒素和有害脂肪酸含量測量基標準方法及標準物質研究”就是生物計量在保障食品安全方面做出的新探索。



        由于環境污染和近海富營養化，有毒赤潮生物產生的毒素經貝類或魚類累積后會危及食用者的身體健康和生命安全。其中麻痹性貝毒和腹瀉性貝毒是分布最廣、危害最大的貝類毒素。“這個項目研制的麻痹性貝類毒素基體標準物質和腹瀉性貝類毒素基體標準物質已被山東、廈門、深圳等地的出入境檢驗檢疫局作為日常貝類毒素檢測的質控樣品，保證了我國口岸進出口貝類中麻痹性貝類毒素和腹瀉性貝類毒素檢測結果的可靠和可比，從而保障了我國進出口貝類的食品安全。”項目主要完成人傅博強說。



        該項目的另一研究成果主要用于食品中飽和脂肪酸和反式脂肪酸的檢測。研究人員盛靈慧介紹，該項目所研制的硬脂酸和反-9十八碳烯酸純度標準物質已被國內食品檢測機構用于檢測有害脂肪酸的含量，對于保證檢測數據的準確性、可靠性、可比性具有積極的意義。



        在保健食品領域，生物計量研究也獲得了突破。近年來保健食品領域的種種混亂現象多是因為缺乏相關活性成分檢測的標準物質，導致產品無法得到有效的質量監控。傅博強完成的“生物活性成分標準物質研制”課題研制了膳食纖維、抗炎活性成分甘草酸純品標準物質和大豆異黃酮基體標準物質，可用于保健食品中相關活性成分分析檢測的質量控制和分析方法的驗證等，從而保證了人民群眾食用保健食品的功效和安全，維護了消費者的利益。