Terdapat beragam jenis pangan, rantai pasok yang panjang, dan kesulitan dalam pengawasan keamanan. Teknologi deteksi merupakan sarana penting untuk memastikan keamanan pangan. Namun, teknologi deteksi yang ada menghadapi tantangan dalam deteksi keamanan pangan, seperti spesifisitas bahan utama yang rendah, waktu pra-perlakuan sampel yang lama, efisiensi pengayaan yang rendah, dan selektivitas komponen inti deteksi yang rendah seperti sumber ion spektrometri massa, yang mengakibatkan analisis sampel pangan secara real-time. Menghadapi tantangan tersebut, tim ahli utama kami yang dipimpin oleh Zhang Feng telah mencapai serangkaian terobosan teknologi dalam arah penelitian bahan utama, komponen inti, dan metode inovatif untuk pengujian keamanan pangan.
Dalam hal penelitian dan pengembangan material kunci, tim telah mengeksplorasi mekanisme adsorpsi spesifik material pra-perlakuan terhadap zat berbahaya dalam makanan, dan mengembangkan serangkaian material pra-perlakuan mikro nanostruktur adsorpsi yang sangat spesifik. Deteksi zat target pada tingkat jejak/ultra jejak memerlukan pra-perlakuan untuk pengayaan dan pemurnian, tetapi material yang ada memiliki kemampuan pengayaan yang terbatas dan spesifisitas yang tidak memadai, sehingga sensitivitas deteksi tidak memenuhi persyaratan deteksi. Dimulai dari struktur molekul, tim menganalisis mekanisme adsorpsi spesifik material pra-perlakuan terhadap zat berbahaya dalam makanan, memperkenalkan gugus fungsi seperti urea, dan menyiapkan serangkaian material kerangka organik kovalen dengan regulasi ikatan kimia（Fe3O4@ETTA-PPDI Fe3O4@TAPB-BTT dan Fe3O4@TAPM-PPDI Dan melapisi permukaan nanopartikel magnetik. Digunakan untuk pengayaan dan pemurnian zat berbahaya seperti aflatoksin, obat hewan fluoroquinolone, dan herbisida fenilurea dalam makanan, waktu pra-perlakuan dipersingkat dari beberapa jam menjadi beberapa menit. Dibandingkan dengan metode standar nasional, sensitivitas deteksi ditingkatkan lebih dari seratus kali lipat, menerobos kesulitan teknis akibat spesifisitas material yang buruk yang menyebabkan proses pra-perlakuan yang rumit dan sensitivitas deteksi yang rendah, sehingga sulit memenuhi persyaratan deteksi.
Dalam arahan penelitian dan pengembangan komponen inti, tim akan memisahkan material baru dan mengintegrasikannya dengan sumber ion spektrometri massa untuk mengembangkan komponen sumber ion spektrometri massa yang sangat selektif dan metode deteksi cepat spektrometri massa waktu nyata. Saat ini, strip uji emas koloid yang umum digunakan untuk inspeksi cepat di tempat berukuran kecil dan portabel, tetapi akurasi kualitatif dan kuantitatifnya relatif rendah. Spektrometri massa memiliki keunggulan akurasi tinggi, tetapi peralatannya besar dan memerlukan proses pra-perlakuan sampel dan pemisahan kromatografi yang panjang, sehingga sulit digunakan untuk deteksi cepat di tempat. Tim telah menembus hambatan sumber ion spektrometri massa waktu nyata yang ada hanya dengan fungsi ionisasi, dan memperkenalkan serangkaian teknologi modifikasi material pemisah ke dalam sumber ion spektrometri massa, yang memungkinkan sumber ion memiliki fungsi pemisahan. Hal ini dapat memurnikan matriks sampel kompleks seperti makanan sambil mengionisasi zat target, menghilangkan pemisahan kromatografi yang rumit sebelum analisis spektrometri massa makanan, dan mengembangkan serangkaian sumber ion spektrometri massa waktu nyata terintegrasi dengan ionisasi pemisahan. Jika bahan bercetak molekul yang dikembangkan digabungkan dengan substrat konduktif untuk mengembangkan sumber ion spektrometri massa baru (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2), metode deteksi cepat spektrometri massa waktu nyata ditetapkan untuk mendeteksi ester karbamat dalam makanan, dengan kecepatan deteksi ≤ 40 detik dan batas kuantitatif hingga 0,5 μ. Dibandingkan dengan metode standar nasional, kecepatan deteksi g/kg telah dikurangi dari puluhan menit menjadi puluhan detik, dan sensitivitasnya telah ditingkatkan hampir 20 kali lipat, memecahkan masalah teknis akurasi yang tidak memadai dalam teknologi deteksi keamanan pangan di tempat.
Pada tahun 2023, tim mencapai serangkaian terobosan dalam teknologi pengujian keamanan pangan yang inovatif, mengembangkan 8 bahan pemurnian dan pengayaan baru dan 3 elemen sumber ion spektrometri massa baru; Mengajukan 15 paten penemuan; 14 paten penemuan resmi; Memperoleh 2 hak cipta perangkat lunak; Mengembangkan 9 standar keamanan pangan dan menerbitkan 21 artikel di jurnal dalam dan luar negeri, termasuk 8 artikel SCI Zona 1 TOP.