高分辨质谱-互联网-数据科学三元融合技术构建农药残留侦测技术平台
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中国网/中国发展门户网讯 1976 年，世界卫生组织（WHO）、国际粮农组织（FAO）和联合国环境规划署（UNEP）共同设立了全球环境检测系统/食品项目（Global Environment Monitoring System/Food），旨在掌握各会员国食品污染状况，了解食品污染物的摄入量，保护人体健康，促进国际贸易发展。美国于 1962 年启动了“农药残留监测计划”（Pesticide Program: Residue Monitoring，PPRM），此后又相继建立了“国家残留监控计划”（National Residue Program，NRP）和“农药数据计划”（Pesticide Data Program，PDP），到目前为止，美国共有三大农药残留监控系统。欧盟于 1971 年按照 71/118/EEC 号指令要求各成员国开展农兽药残留检测工作，到 1996 年欧共体启动《共同体农药残留监控计划》，现已形成欧盟层面和欧盟各成员国两个层面的残留监控体系。日本于 2003 年启动了当时世界上最为严厉的农药残留监控体系——“肯定列表制度”，并明确规定，只有符合该列表制度的农产品才能进入日本市场。中国于 1999 年制定了《中华人民共和国动物及动物源食品中残留物质监控计划》；2010年，卫生部等 5 部门联合制定《食品安全风险监测管理规定》，提出制定国家食品安全风险监测计划。
随着世界各国食品安全战略地位的确立，农药残留限量标准越设越多，限量要求越来越严，农药残留监控的挑战越来越大。农药最大残留限量（MRL）既是食品安全限量标准之一，也是食品农产品国际贸易准入门槛，更是世界各国为保护食品农产品安全所重点研究的技术措施。目前世界常用农药大约有 2 000 种，欧盟、美国、日本和中国制定的 MRL 分别达到 162 248 项（839种农药，2013 年）、39 147 项（500 多种农药，2011年）、51 600 项（823 种农药，2013 年）和 4 140 项（433 种农药，2016 年）。与世界发达国家相比，中国学者在这一领域的研究，还有广阔的发展空间。
因此，笔者团队于 2013 年对 1990—2013 年这 24 年间发表在 15 个主流国际杂志上 4 109 篇检测农药残留的论文进行研究发现，农药残留分析一直唱主角的色谱技术论文总量悄然被质谱技术超越，超越的时间点在 2001 年左右，到 2013 年农药残留检测质谱技术的论文数量已遥遥领先于色谱技术。气/液相色谱-串联质谱多残留检测技术，成为世界各国研究者的热门研究领域。特别是近年来发展起来的高分辨质谱技术，由于具有以农药精确质量数筛查农药的优点，在农药残留分析方面具有显著优势，引起目前农药残留研究者的高度关注。鉴于高分辨质谱侦测技术的高度数字化、信息化和自动化的实现，产生的数据也呈现出规模巨大（volume）、类型多样（variety）、产生速度快（velocity）、价值密度低（value）的大数据 4V 特征，这就为农药残留数据的采集、处理、存储和分析提出了极大的挑战。因此，为了对海量数据进行快速智能分析，可以用于大数据采集、传送、统计和智能分析的农药残留侦测技术平台亟待开发。
如何基于互联网，利用先进的高分辨率质谱技术与数据科学融合，构建农药残留侦测数据平台，实现食用农产品农药残留数据的及时采集、管理和智能分析，并在短时间内自动生成相关农药残留检测报告，为农药残留追根溯源、风险评估以及农药的科学管理与使用，提供实时在线服务。到目前为止，这类方法和系统未见报道。
笔者团队研发了一种高分辨质谱-互联网-数据科学三元融合技术，并基于该技术构建了农药残留侦测技术平台，提出了侦测报告自动生成及一键快速下载的方法。通过全国各地的联盟实验室用高分辨质谱技术对 18 类 146 种水果蔬菜中世界常用 1 200 多种农药化学污染物实施一年四季循环监测；通过互联网实现各个联盟实验室数据的互联互通及数据共享；通过数据采集系统和智能分析系统对数据进行智能管理与分析，实现了报告自动生成并一键快速下载。该方法提高农药残留发现的能力，以及提高检测方法的效能，是任何一种传统农药残留检测技术所不能比拟的。同时，也使农药残留食品安全问题早发现、早预警、早管理，促进食品安全监管前移，实现食品安全由被动整治逐步向防患于未然转移。