Hai moitos tipos de alimentos, unha longa cadea de subministración e dificultades na supervisión da seguridade. A tecnoloxía de detección é un medio importante para garantir a seguridade alimentaria. Non obstante, as tecnoloxías de detección existentes enfróntanse a desafíos na detección da seguridade alimentaria, como a baixa especificidade dos materiais clave, o longo tempo de pretratamento da mostra, a baixa eficiencia de enriquecemento e a baixa selectividade dos compoñentes básicos da detección, como as fontes de ións de espectrometría de masas, o que resulta na análise en tempo real das mostras de alimentos. Ante os desafíos, o noso equipo principal de expertos, dirixido por Zhang Feng, logrou unha serie de avances tecnolóxicos na dirección da investigación de materiais clave, compoñentes básicos e métodos innovadores para as probas de seguridade alimentaria.
En termos de investigación e desenvolvemento de materiais clave, o equipo explorou o mecanismo de adsorción específico dos materiais de pretratamento en substancias nocivas nos alimentos e desenvolveu unha serie de materiais de pretratamento de micronanoestruturas de adsorción altamente específicos. A detección de substancias diana a niveis traza/ultra traza require un pretratamento para o enriquecemento e a purificación, pero os materiais existentes teñen capacidades de enriquecemento limitadas e especificidade insuficiente, o que fai que a sensibilidade de detección non cumpra os requisitos de detección. Partindo da estrutura molecular, o equipo analizou o mecanismo de adsorción específico dos materiais de pretratamento en substancias nocivas nos alimentos, introduciu grupos funcionais como a urea e preparou unha serie de materiais de estrutura orgánicos covalentes con regulación de enlaces químicos (Fe3O4@ETTA-PPDI, Fe3O4@TAPB-BTT e Fe3O4@TAPM-PPDI, revestidos na superficie de nanopartículas magnéticas). Utilizados para o enriquecemento e a purificación de substancias nocivas como aflatoxinas, medicamentos veterinarios con fluoroquinolonas e herbicidas de fenilurea nos alimentos, o tempo de pretratamento redúcese de unhas poucas horas a uns poucos minutos. En comparación cos métodos estándar nacionais, a sensibilidade de detección aumenta en máis de cen veces, superando as dificultades técnicas da baixa especificidade do material que leva a procesos de pretratamento complicados e a baixa sensibilidade de detección, que dificultan o cumprimento dos requisitos de detección.
Na dirección de investigación e desenvolvemento de compoñentes principais, o equipo separará novos materiais e integraraos con fontes de ións de espectrometría de masas para desenvolver compoñentes de fontes de ións de espectrometría de masas altamente selectivos e métodos de detección rápida de espectrometría de masas en tempo real. Na actualidade, as tiras de proba de ouro coloidais de uso común para a inspección rápida in situ son pequenas e portátiles, pero a súa precisión cualitativa e cuantitativa é relativamente baixa. A espectrometría de masas ten a vantaxe dunha alta precisión, pero o equipo é voluminoso e require longos procesos de pretratamento de mostras e separación cromatográfica, o que dificulta o seu uso para a detección rápida in situ. O equipo superou o pescozo de botella das fontes de ións de espectrometría de masas en tempo real existentes que só teñen función de ionización e introduciu unha serie de tecnoloxías de modificación de materiais de separación nas fontes de ións de espectrometría de masas, o que permite que as fontes de ións teñan función de separación. Pode purificar matrices de mostras complexas, como alimentos, mentres ioniza substancias diana, eliminando a engorrosa separación cromatográfica antes da análise de espectrometría de masas de alimentos e desenvolvendo unha serie de fontes de ións de espectrometría de masas en tempo real integradas con ionización de separación. Se o material molecularmente impreso desenvolvido se acopla cun substrato condutor para desenvolver unha nova fonte de ións por espectrometría de masas (como se mostra na Figura 2), establécese un método de detección rápida por espectrometría de masas en tempo real para a detección de ésteres de carbamato en alimentos, cunha velocidade de detección de ≤ 40 segundos e un límite cuantitativo de ata 0,5 μ. En comparación co método estándar nacional, a velocidade de detección de g/kg reduciuse de decenas de minutos a decenas de segundos e a sensibilidade mellorouse case 20 veces, o que resolve o problema técnico da precisión insuficiente na tecnoloxía de detección de seguridade alimentaria in situ.
En 2023, o equipo logrou unha serie de avances na tecnoloxía innovadora de probas de seguridade alimentaria, desenvolvendo 8 novos materiais de purificación e enriquecemento e 3 novos elementos fonte de ións para espectrometría de masas; solicitou 15 patentes de invención; 14 patentes de invención autorizadas; obtivo 2 dereitos de autor de software; desenvolveu 9 estándares de seguridade alimentaria e publicou 21 artigos en revistas nacionais e estranxeiras, incluíndo 8 artigos SCI Zona 1 TOP.