Sokféle élelmiszer létezik, hosszú az ellátási lánc, és nehézségekbe ütközik a biztonsági felügyelet. Az észlelési technológia fontos eszköz az élelmiszerbiztonság garantálásában. A meglévő észlelési technológiák azonban kihívásokkal szembesülnek az élelmiszerbiztonsági észlelés során, mint például a kulcsfontosságú anyagok gyenge specificitása, a hosszú minta-előkezelési idő, az alacsony dúsítási hatékonyság és a detektálási magkomponensek, például a tömegspektrometriás ionforrások alacsony szelektivitása, amelyek az élelmiszerminták valós idejű elemzését eredményezik. A kihívásokkal szembesülve Zhang Feng vezette vezető szakértői csapatunk számos technológiai áttörést ért el a kulcsfontosságú anyagok, magkomponensek és az élelmiszer-biztonsági vizsgálatok innovatív módszereinek kutatási irányában.
A kulcsfontosságú anyagok kutatása és fejlesztése terén a csapat feltárta az előkezelő anyagok élelmiszerekben található káros anyagokra gyakorolt ​​specifikus adszorpciós mechanizmusát, és kifejlesztett egy sor nagy specifikusságú adszorpciós mikro-nano szerkezetű előkezelő anyagot. A célanyagok nyomokban/ultra nyomokban történő kimutatása dúsítási és tisztítási előkezelést igényel, de a meglévő anyagok korlátozott dúsítási képességgel és nem megfelelő specificitással rendelkeznek, aminek eredményeként az érzékelési érzékenység nem felel meg az érzékelési követelményeknek. A molekulaszerkezetből kiindulva a csapat elemezte az előkezelő anyagok élelmiszerekben található káros anyagokra gyakorolt ​​specifikus adszorpciós mechanizmusát, funkcionális csoportokat, például karbamidot vezetett be, és kovalens szerves vázanyagok sorozatát állította elő kémiai kötésszabályozással (Fe3O4@ETTA-PPDI Fe3O4@TAPB-BTT és Fe3O4@TAPM-PPDI), amelyek mágneses nanorészecskék felületére vannak bevonva. Az élelmiszerekben található káros anyagok, például aflatoxinok, fluorokinolon állatgyógyászati ​​készítmények és fenilkarbamid herbicidek dúsítására és tisztítására használják, az előkezelési idő néhány óráról néhány percre lerövidül. A nemzeti szabványos módszerekhez képest a detektálási érzékenység több mint százszorosára nőtt, áttörve a gyenge anyagspecificitás technikai nehézségeit, amelyek nehézkes előkezelési folyamatokhoz és alacsony detektálási érzékenységhez vezetnek, és nehezen teljesítik a detektálási követelményeket.
Az alapvető komponensek kutatási és fejlesztési irányában a csapat új anyagokat fog szétválasztani és tömegspektrometriás ionforrásokkal integrálni, hogy nagy szelektivitású tömegspektrometriás ionforrás-komponenseket és valós idejű tömegspektrometriás gyors detektálási módszereket fejlesszen ki. Jelenleg a helyszíni gyorsvizsgálathoz általánosan használt kolloid arany tesztcsíkok kicsik és hordozhatóak, de kvalitatív és kvantitatív pontosságuk viszonylag alacsony. A tömegspektrometria előnye a nagy pontosság, de a berendezés nagy méretű, és hosszadalmas minta-előkezelési és kromatográfiás elválasztási folyamatokat igényel, ami megnehezíti a helyszíni gyors detektáláshoz való alkalmazását. A csapat áttörte a meglévő, csak ionizációs funkcióval rendelkező valós idejű tömegspektrometriás ionforrások szűk keresztmetszetét, és egy sor elválasztó anyagmódosítási technológiát vezetett be a tömegspektrometriás ionforrásokba, lehetővé téve az ionforrások elválasztó funkcióval való ellátását. Komplex minta mátrixokat, például élelmiszereket is képes tisztítani, miközben ionizálja a célanyagokat, kiküszöbölve a nehézkes kromatográfiás elválasztást az élelmiszer-tömegspektrometriás elemzés előtt, és kifejlesztett egy sor elválasztási ionizációval integrált valós idejű tömegspektrometriás ionforrást. Ha a kifejlesztett molekulárisan nyomtatott anyagot egy vezetőképes szubsztráttal párosítják egy új tömegspektrometriás ionforrás létrehozása érdekében (ahogy a 2. ábra mutatja), akkor egy valós idejű tömegspektrometriás gyors detektálási módszer jön létre a karbamát-észterek élelmiszerekben történő kimutatására, ≤ 40 másodperces detektálási sebességgel és legfeljebb 0,5 μ-es mennyiségi határértékkel. A nemzeti szabványos módszerhez képest a g/kg-os detektálási sebesség tíz percről tíz másodpercre csökkent, az érzékenység pedig közel hússzorosára javult, megoldva a helyszíni élelmiszer-biztonsági detektálási technológia elégtelen pontosságának technikai problémáját.
2023-ban a csapat áttörések sorozatát érte el az innovatív élelmiszerbiztonsági vizsgálati technológia területén, 8 új tisztító és dúsító anyagot, valamint 3 új tömegspektrometriás ionforrás elemet fejlesztett ki; 15 találmányi szabadalmat igényelt; 14 engedélyezett találmányi szabadalmat szerzett; 2 szoftver szerzői jogát szerezte meg; 9 élelmiszerbiztonsági szabványt dolgozott ki és 21 cikket publikált hazai és külföldi folyóiratokban, köztük 8 SCI 1. zónájú TOP cikket.