Υπάρχουν πολλά είδη τροφίμων, μια μακρά αλυσίδα εφοδιασμού και δυσκολία στην εποπτεία της ασφάλειας. Η τεχνολογία ανίχνευσης είναι ένα σημαντικό μέσο για τη διασφάλιση της ασφάλειας των τροφίμων. Ωστόσο, οι υπάρχουσες τεχνολογίες ανίχνευσης αντιμετωπίζουν προκλήσεις στην ανίχνευση της ασφάλειας των τροφίμων, όπως η χαμηλή εξειδίκευση των βασικών υλικών, ο μεγάλος χρόνος προεπεξεργασίας των δειγμάτων, η χαμηλή απόδοση εμπλουτισμού και η χαμηλή επιλεκτικότητα των βασικών συστατικών ανίχνευσης, όπως οι πηγές ιόντων φασματομετρίας μάζας, που έχουν ως αποτέλεσμα την ανάλυση δειγμάτων τροφίμων σε πραγματικό χρόνο. Αντιμέτωπη με προκλήσεις, η επικεφαλής ομάδα εμπειρογνωμόνων μας με επικεφαλής τον Zhang Feng έχει επιτύχει μια σειρά από τεχνολογικές ανακαλύψεις στην ερευνητική κατεύθυνση βασικών υλικών, βασικών συστατικών και καινοτόμων μεθόδων για τον έλεγχο της ασφάλειας των τροφίμων.
Όσον αφορά την έρευνα και ανάπτυξη βασικών υλικών, η ομάδα έχει διερευνήσει τον συγκεκριμένο μηχανισμό προσρόφησης των υλικών προεπεξεργασίας σε επιβλαβείς ουσίες στα τρόφιμα και έχει αναπτύξει μια σειρά από υλικά προεπεξεργασίας με μικρονανοδομή προσρόφησης υψηλής εξειδίκευσης. Η ανίχνευση των ουσιών-στόχων σε επίπεδα ιχνοστοιχείων/υπερ-ιχνοστοιχείων απαιτεί προεπεξεργασία για εμπλουτισμό και καθαρισμό, αλλά τα υπάρχοντα υλικά έχουν περιορισμένες δυνατότητες εμπλουτισμού και ανεπαρκή εξειδίκευση, με αποτέλεσμα η ευαισθησία ανίχνευσης να μην πληροί τις απαιτήσεις ανίχνευσης. Ξεκινώντας από τη μοριακή δομή, η ομάδα ανέλυσε τον συγκεκριμένο μηχανισμό προσρόφησης των υλικών προεπεξεργασίας σε επιβλαβείς ουσίες στα τρόφιμα, εισήγαγε λειτουργικές ομάδες όπως η ουρία και παρασκεύασε μια σειρά ομοιοπολικών οργανικών υλικών πλαισίου με ρύθμιση χημικών δεσμών (Fe3O4@ETTA-PPDI Fe3O4@TAPB-BTT και Fe3O4@TAPM-PPDI) και επικαλυμμένα στην επιφάνεια μαγνητικά νανοσωματίδια. Χρησιμοποιείται για τον εμπλουτισμό και τον καθαρισμό επιβλαβών ουσιών όπως αφλατοξίνες, κτηνιατρικά φάρμακα φθοροκινολόνης και ζιζανιοκτόνα φαινυλουρίας στα τρόφιμα, ο χρόνος προεπεξεργασίας μειώνεται από μερικές ώρες σε λίγα λεπτά. Σε σύγκριση με τις εθνικές πρότυπες μεθόδους, η ευαισθησία ανίχνευσης αυξάνεται κατά περισσότερο από εκατό φορές, ξεπερνώντας τις τεχνικές δυσκολίες της χαμηλής εξειδίκευσης του υλικού που οδηγούν σε δυσκίνητες διαδικασίες προεπεξεργασίας και χαμηλή ευαισθησία ανίχνευσης, οι οποίες είναι δύσκολο να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις ανίχνευσης.
Στην κατεύθυνση της έρευνας και ανάπτυξης των βασικών συστατικών, η ομάδα θα διαχωρίσει νέα υλικά και θα τα ενσωματώσει με πηγές ιόντων φασματομετρίας μάζας για την ανάπτυξη συστατικών πηγών ιόντων φασματομετρίας μάζας υψηλής επιλεκτικότητας και μεθόδων ταχείας ανίχνευσης φασματομετρίας μάζας σε πραγματικό χρόνο. Προς το παρόν, οι συνήθως χρησιμοποιούμενες ταινίες μέτρησης κολλοειδούς χρυσού για επιτόπια ταχεία επιθεώρηση είναι μικρές και φορητές, αλλά η ποιοτική και ποσοτική τους ακρίβεια είναι σχετικά χαμηλή. Η φασματομετρία μάζας έχει το πλεονέκτημα της υψηλής ακρίβειας, αλλά ο εξοπλισμός είναι ογκώδης και απαιτεί χρονοβόρες διαδικασίες προεπεξεργασίας δείγματος και χρωματογραφικού διαχωρισμού, καθιστώντας δύσκολη τη χρήση της για επιτόπια ταχεία ανίχνευση. Η ομάδα έχει ξεπεράσει το σημείο συμφόρησης των υπαρχουσών πηγών ιόντων φασματομετρίας μάζας σε πραγματικό χρόνο που έχουν μόνο λειτουργία ιονισμού και έχει εισαγάγει μια σειρά τεχνολογιών τροποποίησης υλικού διαχωρισμού στις πηγές ιόντων φασματομετρίας μάζας, επιτρέποντας στις πηγές ιόντων να έχουν λειτουργία διαχωρισμού. Μπορεί να καθαρίσει σύνθετες μήτρες δειγμάτων όπως τρόφιμα, ενώ ιονίζει τις ουσίες-στόχους, εξαλείφοντας τον δυσκίνητο χρωματογραφικό διαχωρισμό πριν από την ανάλυση φασματομετρίας μάζας τροφίμων και αναπτύσσοντας μια σειρά από ολοκληρωμένες πηγές ιόντων φασματομετρίας μάζας σε πραγματικό χρόνο με ιονισμό διαχωρισμού. Εάν το αναπτυγμένο μοριακά αποτυπωμένο υλικό συζευχθεί με ένα αγώγιμο υπόστρωμα για την ανάπτυξη μιας νέας πηγής ιόντων φασματομετρίας μάζας (όπως φαίνεται στο Σχήμα 2), δημιουργείται μια μέθοδος ταχείας ανίχνευσης φασματομετρίας μάζας σε πραγματικό χρόνο για την ανίχνευση καρβαμιδικών εστέρων σε τρόφιμα, με ταχύτητα ανίχνευσης ≤ 40 δευτερόλεπτα και ποσοτικό όριο έως 0,5 μ. Σε σύγκριση με την εθνική πρότυπη μέθοδο, η ταχύτητα ανίχνευσης g/kg έχει μειωθεί από δεκάδες λεπτά σε δεκάδες δευτερόλεπτα και η ευαισθησία έχει βελτιωθεί σχεδόν 20 φορές, επιλύοντας το τεχνικό πρόβλημα της ανεπαρκούς ακρίβειας στην τεχνολογία ανίχνευσης ασφάλειας τροφίμων επί τόπου.
Το 2023, η ομάδα πέτυχε μια σειρά από σημαντικές ανακαλύψεις στην καινοτόμο τεχνολογία δοκιμών ασφάλειας τροφίμων, αναπτύσσοντας 8 νέα υλικά καθαρισμού και εμπλουτισμού και 3 νέα στοιχεία πηγής ιόντων φασματομετρίας μάζας. Υποέβαλε αίτηση για 15 διπλώματα ευρεσιτεχνίας εφευρέσεων. Εξέδωσε 14 εγκεκριμένα διπλώματα ευρεσιτεχνίας εφευρέσεων. Απέκτησε 2 πνευματικά δικαιώματα λογισμικού. Ανέπτυξε 9 πρότυπα ασφάλειας τροφίμων και δημοσίευσε 21 άρθρα σε εγχώρια και ξένα περιοδικά, συμπεριλαμβανομένων 8 άρθρων SCI Zone 1 TOP.