Esistono molti tipi di alimenti, una lunga catena di approvvigionamento e difficoltà nella supervisione della sicurezza. La tecnologia di rilevamento è un mezzo importante per garantire la sicurezza alimentare. Tuttavia, le tecnologie di rilevamento esistenti affrontano sfide nel rilevamento della sicurezza alimentare, come la scarsa specificità dei materiali chiave, il lungo tempo di pre-trattamento del campione, la bassa efficienza di arricchimento e la bassa selettività dei componenti del core di rilevamento come le fonti di ioni di spettrometria di massa, che determinano l'analisi in tempo reale dei campioni di alimenti. Di fronte alle sfide, il nostro team principale guidato da Zhang Feng ha raggiunto una serie di scoperte tecnologiche nella direzione di ricerca dei materiali chiave, dei componenti di base e dei metodi innovativi per i test di sicurezza alimentare.
In termini di ricerca e sviluppo di materiali chiave, il team ha esplorato il meccanismo di adsorbimento specifico dei materiali di pre-trattamento su sostanze dannose negli alimenti e ha sviluppato una serie di materiali di pre-trattamento per la struttura a micro nano di adsorbimento altamente specifici. Il rilevamento di sostanze target a livello di traccia/ultra tracce richiede il pretrattamento per l'arricchimento e la purificazione, ma i materiali esistenti hanno capacità di arricchimento limitate e specificità insufficiente, con conseguente sensibilità al rilevamento non soddisfacendo i requisiti di rilevamento. A partire dalla struttura molecolare, il team ha analizzato il meccanismo di adsorbimento specifico dei materiali di pretrattamento su sostanze dannose negli alimenti, ha introdotto gruppi funzionali come l'urea e ha preparato una serie di materiali di struttura organica covalenti con la regolamentazione del legame chimico （Fe3O4@Etta-PPDI Fe3o4@Tapb-bt e Fe3o4@Tapm-pDI e il magnetico NAPOPACOP di NAMAPACTIT NAVARTIC NANOPACT. Utilizzato per l'arricchimento e la purificazione di sostanze dannose come aflatossine, farmaci veterinari di fluorochinolone ed erbicidi di fenilulea negli alimenti, il tempo di pretrattamento viene ridotto da poche ore a pochi minuti. Rispetto ai metodi standard nazionali, la sensibilità al rilevamento è aumentata di oltre cento volte, sfondando le difficoltà tecniche di scarsa specificità dei materiali che portano a processi di pre-trattamento ingombranti e bassa sensibilità di rilevamento, che sono difficili da soddisfare i requisiti di rilevamento.
Nella direzione di ricerca e sviluppo dei componenti di base, il team separerà nuovi materiali e li integrerà con fonti di ioni spettrometria di massa per sviluppare componenti della sorgente di ioni di spettrometria di massa altamente selettiva e metodi di rilevamento rapido della spettrometria di massa in tempo reale. Allo stato attuale, le strisce di prova dell'oro colloidale comunemente usate per l'ispezione rapida in loco sono piccole e portatili, ma la loro precisione qualitativa e quantitativa è relativamente bassa. La spettrometria di massa ha il vantaggio di un'elevata precisione, ma l'attrezzatura è ingombrante e richiede lunghi processi di pretrattamento del campione e di separazione cromatografica, rendendo difficile l'uso per il rilevamento rapido in loco. Il team ha sfondato il collo di bottiglia delle esistenti fonti di ioni di spettrometria di massa in tempo reale con solo funzione di ionizzazione e ha introdotto una serie di tecnologie di modifica del materiale di separazione in fonti ioniche di spettrometria di massa, consentendo alle fonti ioni di avere una funzione di separazione. Può purificare matrici di campionamento complesse come cibo durante le sostanze target ionizzanti, eliminando la separazione cromatografica ingombrante prima dell'analisi della spettrometria di massa alimentare e sviluppando una serie di fonti di ioni di spettrometria di massa integrata in tempo reale. Se il materiale impronta molecolare sviluppato è accoppiato con un substrato conduttivo per sviluppare una nuova fonte di ioni di spettrometria di massa (come mostrato nella Figura 2), viene stabilito un metodo di rilevamento rapido di spettrometria di massa in tempo reale, è stabilito a decine di secondi e la sensibilità è stata migliorata di quasi 20 volte, risolvendo il problema tecnico della precisione insufficiente nella tecnologia di rilevamento della sicurezza alimentare in loco.
Nel 2023, il team ha raggiunto una serie di scoperte nella tecnologia innovativa di test per la sicurezza alimentare, sviluppando 8 nuovi materiali di purificazione e arricchimento e 3 nuovi elementi di origine ionica di spettrometria di massa; Richiedere 15 brevetti di invenzione; 14 brevetti di invenzione autorizzati; Ottenuti 2 diritti d'autore del software; Sviluppato 9 standard di sicurezza alimentare e pubblicato 21 articoli in riviste domestiche e straniere, tra cui 8 articoli principali di Sci Zone 1.