Birçok gıda türü, uzun bir tedarik zinciri ve güvenlik denetimindeki zorluklar vardır. Tespit teknolojisi, gıda güvenliğini sağlamak için önemli bir araçtır. Ancak, mevcut tespit teknolojileri, temel malzemelerin zayıf özgüllüğü, uzun numune ön işlem süresi, düşük zenginleştirme verimliliği ve kütle spektrometrisi iyon kaynakları gibi tespit çekirdek bileşenlerinin düşük seçiciliği gibi gıda güvenliği tespitinde zorluklarla karşı karşıyadır ve bu da gıda örneklerinin gerçek zamanlı analiziyle sonuçlanır. Zorluklarla karşı karşıya kalan Zhang Feng liderliğindeki baş uzman ekibimiz, temel malzemeler, çekirdek bileşenler ve gıda güvenliği testi için yenilikçi yöntemler araştırma yönünde bir dizi teknolojik atılım elde etti.
Anahtar malzeme araştırma ve geliştirme açısından, ekip, ön işlem malzemelerinin gıdalardaki zararlı maddeler üzerindeki spesifik adsorpsiyon mekanizmasını araştırdı ve bir dizi oldukça spesifik adsorpsiyon mikro nano yapı ön işlem malzemesi geliştirdi. İz/ultra iz düzeylerindeki hedef maddelerin tespiti, zenginleştirme ve saflaştırma için ön işlem gerektirir, ancak mevcut malzemeler sınırlı zenginleştirme kabiliyetlerine ve yetersiz özgüllüğe sahiptir ve bunun sonucunda tespit hassasiyeti tespit gereksinimlerini karşılamaz. Ekip, moleküler yapıdan başlayarak, ön işlem malzemelerinin gıdalardaki zararlı maddeler üzerindeki spesifik adsorpsiyon mekanizmasını analiz etti, üre gibi fonksiyonel grupları tanıttı ve kimyasal bağ düzenlemeli bir dizi kovalent organik çerçeve malzemesi hazırladı（Fe3O4@ETTA-PPDI Fe3O4@TAPB-BTT ve Fe3O4@TAPM-PPDI Ve yüzeylerine manyetik nanopartiküller kaplandı. Gıdalardaki aflatoksinler, florokinolon veteriner ilaçları ve fenilüre herbisitler gibi zararlı maddelerin zenginleştirilmesi ve saflaştırılması için kullanılan ön işlem süresi birkaç saatten birkaç dakikaya düşürülür. Ulusal standart yöntemlerle karşılaştırıldığında, tespit hassasiyeti yüz kattan fazla artırılarak, tespit gereksinimlerini karşılaması zor olan hantal ön işlem süreçlerine ve düşük tespit hassasiyetine yol açan zayıf malzeme özgüllüğünün teknik zorlukları aşılır.
Çekirdek bileşenlerin araştırma ve geliştirme yönünde ekip, yeni malzemeleri ayıracak ve bunları kütle spektrometrisi iyon kaynaklarıyla entegre ederek son derece seçici kütle spektrometrisi iyon kaynağı bileşenleri ve gerçek zamanlı kütle spektrometrisi hızlı tespit yöntemleri geliştirecektir. Şu anda, yerinde hızlı inceleme için yaygın olarak kullanılan kolloidal altın test şeritleri küçük ve taşınabilirdir, ancak nitel ve nicel doğrulukları nispeten düşüktür. Kütle spektrometrisi yüksek doğruluk avantajına sahiptir, ancak ekipman hantal olup uzun numune ön işlemi ve kromatografik ayırma süreçleri gerektirir ve bu da yerinde hızlı tespit için kullanılmasını zorlaştırır. Ekip, yalnızca iyonizasyon işlevine sahip mevcut gerçek zamanlı kütle spektrometrisi iyon kaynaklarının darboğazını aştı ve kütle spektrometrisi iyon kaynaklarına bir dizi ayırma malzemesi modifikasyon teknolojisi sunarak iyon kaynaklarının ayırma işlevine sahip olmasını sağladı. Gıda gibi karmaşık örnek matrislerini, hedef maddeleri iyonize ederken saflaştırabilir, gıda kütle spektrometrisi analizinden önce zahmetli kromatografik ayırmayı ortadan kaldırabilir ve bir dizi ayırma iyonizasyonu entegre gerçek zamanlı kütle spektrometrisi iyon kaynağı geliştirebilir. Geliştirilen moleküler olarak baskılanmış malzeme, yeni bir kütle spektrometrisi iyon kaynağı geliştirmek için iletken bir alt tabaka ile birleştirilirse (Şekil 2'de gösterildiği gibi), gıdalardaki karbamat esterlerinin tespiti için ≤ 40 saniyelik bir tespit hızı ve 0,5 μ'ye kadar bir kantitatif sınır ile gerçek zamanlı bir kütle spektrometrisi hızlı tespit yöntemi oluşturulur. Ulusal standart yöntemle karşılaştırıldığında, g/kg'nin tespit hızı onlarca dakikadan onlarca saniyeye düşürülmüş ve hassasiyet neredeyse 20 kat artırılmış, yerinde gıda güvenliği tespit teknolojisindeki yetersiz doğruluk teknik sorunu çözülmüştür.
2023 yılında ekip, yenilikçi gıda güvenliği test teknolojisinde bir dizi atılım gerçekleştirerek 8 yeni saflaştırma ve zenginleştirme malzemesi ve 3 yeni kütle spektrometrisi iyon kaynağı elementi geliştirdi; 15 buluş patenti başvurusunda bulundu; 14 yetkili buluş patenti aldı; 2 yazılım telif hakkı elde etti; 9 gıda güvenliği standardı geliştirdi ve 8 SCI Zone 1 TOP makalesi de dahil olmak üzere yurt içi ve yurt dışı dergilerde 21 makale yayınladı.