Yra daug maisto rūšių, ilga tiekimo grandinė ir sunkumai prižiūrint saugą. Aptikimo technologijos yra svarbi priemonė maisto saugai užtikrinti. Tačiau esamos aptikimo technologijos susiduria su iššūkiais maisto saugos aptikimo srityje, tokiais kaip prastas pagrindinių medžiagų specifiškumas, ilgas mėginių išankstinio apdorojimo laikas, mažas sodrinimo efektyvumas ir mažas pagrindinių aptikimo komponentų, tokių kaip masių spektrometrijos jonų šaltiniai, selektyvumas, dėl kurių maisto mėginiai analizuojami realiuoju laiku. Susidūrusi su iššūkiais, mūsų vyriausioji ekspertų komanda, vadovaujama Zhang Fengo, pasiekė daugybę technologinių proveržių pagrindinių medžiagų, pagrindinių komponentų ir novatoriškų maisto saugos tyrimų metodų tyrimų srityje.
Kalbant apie pagrindinių medžiagų tyrimus ir plėtrą, komanda ištyrė specifinį išankstinio apdorojimo medžiagų adsorbcijos mechanizmą ant kenksmingų medžiagų maiste ir sukūrė labai specifiškų adsorbcijos mikro-nanostruktūros išankstinio apdorojimo medžiagų seriją. Norint aptikti tikslines medžiagas esant pėdsakams / itin mažam jų kiekiui, reikia išankstinio apdorojimo sodrinimui ir gryninimui, tačiau esamos medžiagos turi ribotas sodrinimo galimybes ir nepakankamą specifiškumą, todėl aptikimo jautrumas neatitinka aptikimo reikalavimų. Pradėjusi nuo molekulinės struktūros, komanda išanalizavo specifinį išankstinio apdorojimo medžiagų adsorbcijos mechanizmą ant kenksmingų medžiagų maiste, įterpė funkcines grupes, tokias kaip karbamidas, ir parengė seriją kovalentinių organinių karkasinių medžiagų su cheminio ryšio reguliavimu (Fe3O4@ETTA-PPDI, Fe3O4@TAPB-BTT ir Fe3O4@TAPM-PPDI), padengtų magnetinių nanodalelių paviršiumi. Naudojamos kenksmingų medžiagų, tokių kaip aflatoksinai, fluorokvinolonų veterinariniai vaistai ir fenilurėjos herbicidai, sodrinimui ir gryninimui maiste, išankstinio apdorojimo laikas sutrumpėja nuo kelių valandų iki kelių minučių. Palyginti su nacionaliniais standartiniais metodais, aptikimo jautrumas padidėja daugiau nei šimtą kartų, įveikiant techninius sunkumus, susijusius su prastu medžiagos specifiškumu, dėl kurio sudėtingi išankstinio apdorojimo procesai ir mažas aptikimo jautrumas, kuriuos sunku atitikti aptikimo reikalavimus.
Pagrindinių komponentų tyrimų ir plėtros kryptimi komanda atskirs naujas medžiagas ir integruos jas su masių spektrometrijos jonų šaltiniais, kad sukurtų labai selektyvius masių spektrometrijos jonų šaltinių komponentus ir realaus laiko masių spektrometrijos greitojo aptikimo metodus. Šiuo metu dažniausiai naudojamos koloidinio aukso testo juostelės greitam patikrinimui vietoje yra mažos ir nešiojamos, tačiau jų kokybinis ir kiekybinis tikslumas yra gana mažas. Masių spektrometrija turi didelį tikslumą, tačiau įranga yra didelė ir reikalauja ilgo mėginių išankstinio apdorojimo ir chromatografinio atskyrimo procesų, todėl ją sunku naudoti greitam aptikimui vietoje. Komanda įveikė esamų realaus laiko masių spektrometrijos jonų šaltinių, turinčių tik jonizacijos funkciją, kliūtį ir į masių spektrometrijos jonų šaltinius įdiegė seriją atskyrimo medžiagų modifikavimo technologijų, leidžiančių jonų šaltiniams atlikti atskyrimo funkciją. Jis gali išvalyti sudėtingas mėginių matricas, tokias kaip maistas, tuo pačiu jonizuodamas tikslines medžiagas, pašalindamas sudėtingą chromatografinį atskyrimą prieš maisto masių spektrometrijos analizę ir sukurdamas seriją su atskyrimo jonizacija integruotų realaus laiko masių spektrometrijos jonų šaltinių. Jei sukurta molekuliniu būdu įspausta medžiaga sujungiama su laidžiu substratu, kad būtų sukurtas naujas masių spektrometrijos jonų šaltinis (kaip parodyta 2 paveiksle), nustatomas realaus laiko masių spektrometrijos greitojo aptikimo metodas karbamato esteriams maisto produktuose aptikti, kurio aptikimo greitis yra ≤ 40 sekundžių, o kiekybinė riba – iki 0,5 μ. Palyginti su nacionaliniu standartiniu metodu, aptikimo greitis g/kg sumažėjo nuo dešimčių minučių iki dešimčių sekundžių, o jautrumas pagerėjo beveik 20 kartų, išsprendžiant techninę nepakankamo tikslumo problemą maisto saugos aptikimo technologijose vietoje.
2023 m. komanda pasiekė nemažai proveržių novatoriškų maisto saugos tyrimų technologijų srityje, sukurdama 8 naujas valymo ir sodrinimo medžiagas bei 3 naujus masių spektrometrijos jonų šaltinių elementus; pateikė paraiškas 15 išradimų patentams; 14 autorizuotų išradimų patentų; gavo 2 programinės įrangos autorių teises; sukūrė 9 maisto saugos standartus ir paskelbė 21 straipsnį vietiniuose ir užsienio žurnaluose, įskaitant 8 SCI 1 zonos TOP straipsnius.