Istnieje wiele rodzajów żywności, długi łańcuch dostaw i trudności w nadzorze bezpieczeństwa. Technologia wykrywania jest ważnym środkiem zapewnienia bezpieczeństwa żywności. Jednak istniejące technologie wykrywania napotykają wyzwania w zakresie wykrywania bezpieczeństwa żywności, takie jak słaba specyficzność kluczowych materiałów, długi czas wstępnej obróbki próbki, niska wydajność wzbogacania i niska selektywność głównych komponentów wykrywania, takich jak źródła jonów spektrometrii masowej, co skutkuje analizą próbek żywności w czasie rzeczywistym. W obliczu wyzwań nasz główny zespół ekspertów pod przewodnictwem Zhang Feng osiągnął szereg przełomów technologicznych w kierunku badań kluczowych materiałów, głównych komponentów i innowacyjnych metod testowania bezpieczeństwa żywności.
W zakresie kluczowych badań i rozwoju materiałów zespół zbadał specyficzny mechanizm adsorpcji materiałów wstępnej obróbki na szkodliwych substancjach w żywności i opracował serię wysoce specyficznych materiałów adsorpcyjnych o mikro nanostrukturze do wstępnej obróbki. Wykrywanie substancji docelowych na poziomie śladowym/ultra śladowym wymaga wstępnej obróbki w celu wzbogacenia i oczyszczenia, ale istniejące materiały mają ograniczone możliwości wzbogacania i niewystarczającą specyficzność, co skutkuje czułością wykrywania niespełniającą wymagań wykrywania. Zaczynając od struktury molekularnej, zespół przeanalizował specyficzny mechanizm adsorpcji materiałów wstępnej obróbki na szkodliwych substancjach w żywności, wprowadził grupy funkcyjne, takie jak mocznik, i przygotował serię kowalencyjnych organicznych materiałów szkieletowych z regulacją wiązań chemicznych (Fe3O4@ETTA-PPDI Fe3O4@TAPB-BTT i Fe3O4@TAPM-PPDI I powlekanych na powierzchni magnetycznych nanocząstek. Stosowany do wzbogacania i oczyszczania szkodliwych substancji, takich jak aflatoksyny, fluorochinolonowe leki weterynaryjne i herbicydy fenylomocznikowe w żywności, czas wstępnego przetwarzania jest skrócony z kilku godzin do kilku minut. W porównaniu z krajowymi standardowymi metodami czułość wykrywania jest zwiększona ponad sto razy, przełamując trudności techniczne związane ze słabą specyficznością materiału, prowadzącą do uciążliwych procesów wstępnego przetwarzania i niskiej czułości wykrywania, które są trudne do spełnienia wymagań wykrywania.
W zakresie badań i rozwoju podstawowych komponentów zespół będzie oddzielał nowe materiały i integrował je ze źródłami jonów spektrometrii masowej w celu opracowania wysoce selektywnych komponentów źródeł jonów spektrometrii masowej i metod szybkiego wykrywania spektrometrii masowej w czasie rzeczywistym. Obecnie powszechnie stosowane paski testowe ze złota koloidalnego do szybkiej inspekcji na miejscu są małe i przenośne, ale ich dokładność jakościowa i ilościowa jest stosunkowo niska. Spektrometria masowa ma tę zaletę, że jest bardzo dokładna, ale sprzęt jest duży i wymaga długotrwałego wstępnego przetwarzania próbek i procesów separacji chromatograficznej, co utrudnia jego stosowanie do szybkiego wykrywania na miejscu. Zespół przełamał wąskie gardło istniejących źródeł jonów spektrometrii masowej w czasie rzeczywistym, które mają tylko funkcję jonizacji, i wprowadził serię technologii modyfikacji materiałów separacyjnych do źródeł jonów spektrometrii masowej, umożliwiając źródłom jonów posiadanie funkcji separacji. Może oczyszczać złożone matryce próbek, takie jak żywność, jonizując jednocześnie substancje docelowe, eliminując uciążliwą separację chromatograficzną przed analizą spektrometrii masowej żywności i opracowując szereg zintegrowanych źródeł jonów spektrometrii masowej w czasie rzeczywistym z jonizacją separacyjną. Jeśli opracowany materiał z nadrukiem molekularnym zostanie sprzężony z przewodzącym podłożem w celu opracowania nowego źródła jonów spektrometrii masowej (jak pokazano na rysunku 2), zostanie ustanowiona szybka metoda wykrywania estrów karbaminianowych w żywności, z szybkością wykrywania ≤ 40 sekund i limitem ilościowym do 0,5 μ W porównaniu z krajową metodą standardową szybkość wykrywania g/kg została zmniejszona z kilkudziesięciu minut do kilkudziesięciu sekund, a czułość została poprawiona prawie 20-krotnie, rozwiązując techniczny problem niewystarczającej dokładności w technologii wykrywania bezpieczeństwa żywności na miejscu.
W 2023 roku zespół osiągnął szereg przełomów w innowacyjnej technologii testowania bezpieczeństwa żywności, opracowując 8 nowych materiałów do oczyszczania i wzbogacania oraz 3 nowe elementy źródeł jonów do spektrometrii masowej; złożył wnioski o 15 patentów na wynalazki; uzyskał 14 autoryzowanych patentów na wynalazki; uzyskał 2 prawa autorskie do oprogramowania; opracował 9 norm bezpieczeństwa żywności i opublikował 21 artykułów w czasopismach krajowych i zagranicznych, w tym 8 artykułów SCI Zone 1 TOP.