Існуе мноства відаў прадуктаў харчавання, доўгі ланцужок паставак і складанасці ў кантролі за бяспекай. Тэхналогія выяўлення з'яўляецца важным сродкам забеспячэння бяспекі харчовых прадуктаў. Аднак існуючыя тэхналогіі выяўлення сутыкаюцца з праблемамі ў выяўленні бяспекі харчовых прадуктаў, такімі як нізкая спецыфічнасць ключавых матэрыялаў, працяглы час папярэдняй апрацоўкі ўзораў, нізкая эфектыўнасць узбагачэння і нізкая селектыўнасць асноўных кампанентаў выяўлення, такіх як крыніцы іонаў мас-спектрометрыі, што прыводзіць да аналізу ўзораў харчовых прадуктаў у рэжыме рэальнага часу. Сутыкнуўшыся з праблемамі, наша каманда галоўных экспертаў пад кіраўніцтвам Чжан Фэна дасягнула шэрагу тэхналагічных прарываў у кірунку даследаванняў ключавых матэрыялаў, асноўных кампанентаў і інавацыйных метадаў тэсціравання бяспекі харчовых прадуктаў.
Што тычыцца даследаванняў і распрацовак ключавых матэрыялаў, каманда даследавала спецыфічны механізм адсорбцыі шкодных рэчываў у прадуктах харчавання матэрыяламі для папярэдняй апрацоўкі і распрацавала серыю высокаспецыфічных адсорбцыйных мікрананаструктурных матэрыялаў для папярэдняй апрацоўкі. Выяўленне мэтавых рэчываў на мікра-/ультра-мікраўзроўнях патрабуе папярэдняй апрацоўкі для ўзбагачэння і ачысткі, але існуючыя матэрыялы маюць абмежаваныя магчымасці ўзбагачэння і недастатковую спецыфічнасць, у выніку чаго адчувальнасць выяўлення не адпавядае патрабаванням выяўлення. Пачынаючы з малекулярнай структуры, каманда прааналізавала спецыфічны механізм адсорбцыі шкодных рэчываў у прадуктах харчавання матэрыяламі для папярэдняй апрацоўкі, увяла функцыянальныя групы, такія як мачавіна, і падрыхтавала серыю кавалентных арганічных каркасных матэрыялаў з рэгуляцыяй хімічных сувязей (Fe3O4@ETTA-PPDI, Fe3O4@TAPB-BTT і Fe3O4@TAPM-PPDI і нанесенымі на паверхню магнітнымі наначасціцамі). Выкарыстоўваюцца для ўзбагачэння і ачысткі шкодных рэчываў, такіх як афлатаксіны, ветэрынарныя прэпараты фторхіналонаў і гербіцыды фенілмачавіны ў прадуктах харчавання, час папярэдняй апрацоўкі скарачаецца з некалькіх гадзін да некалькіх хвілін. У параўнанні з нацыянальнымі стандартнымі метадамі, адчувальнасць выяўлення павялічваецца больш чым у сто разоў, што дазваляе пераадолець тэхнічныя цяжкасці, звязаныя з нізкай спецыфічнасцю матэрыялу, якая прыводзіць да грувасткіх працэсаў папярэдняй апрацоўкі і нізкай адчувальнасці выяўлення, што абцяжарвае выкананне патрабаванняў да выяўлення.
У напрамку даследаванняў і распрацовак асноўных кампанентаў каманда будзе падзяляць новыя матэрыялы і інтэграваць іх з крыніцамі іонаў мас-спектрометрыі для распрацоўкі высокаселектыўных кампанентаў крыніц іонаў мас-спектрометрыі і метадаў хуткага выяўлення ў рэжыме рэальнага часу. У цяперашні час звычайна выкарыстоўваныя тэст-палоскі калоіднага золата для хуткай праверкі на месцы невялікія і партатыўныя, але іх якасная і колькасная дакладнасць адносна нізкая. Мас-спектрометрыя мае перавагу высокай дакладнасці, але абсталяванне грувасткае і патрабуе працяглых працэсаў папярэдняй апрацоўкі ўзораў і храматаграфічнага падзелу, што ўскладняе яго выкарыстанне для хуткага выяўлення на месцы. Каманда пераадолела вузкае месца, якое заключалася ў існуючых крыніцах іонаў мас-спектрометрыі ў рэжыме рэальнага часу, якія мелі толькі функцыю іанізацыі, і ўкараніла шэраг тэхналогій мадыфікацыі падзельных матэрыялаў у крыніцы іонаў мас-спектрометрыі, што дазволіла крыніцам іонаў выконваць функцыю падзелу. Гэта дазваляе ачышчаць складаныя матрыцы ўзораў, такія як прадукты харчавання, адначасова іанізуючы мэтавыя рэчывы, што ліквідуе грувасткае храматаграфічнае падзел перад аналізам прадуктаў харчавання з дапамогай мас-спектрометрыі, і распрацаваць серыю інтэграваных крыніц іонаў мас-спектрометрыі ў рэжыме рэальнага часу з падзелам іанізацыяй. Калі распрацаваны малекулярна-імпрынтаваны матэрыял злучыць з праводнай падкладкай для распрацоўкі новай крыніцы іонаў мас-спектрометрыі (як паказана на малюнку 2), будзе створаны метад хуткага выяўлення мас-спектрометрыі ў рэжыме рэальнага часу для выяўлення карбаматных эфіраў у прадуктах харчавання з хуткасцю выяўлення ≤ 40 секунд і колькасным лімітам да 0,5 мкм. У параўнанні з нацыянальным стандартным метадам, хуткасць выяўлення г/кг была зніжана з дзясяткаў хвілін да дзясяткаў секунд, а адчувальнасць была палепшана амаль у 20 разоў, што вырашае тэхнічную праблему недастатковай дакладнасці ў тэхналогіі выяўлення бяспекі харчовых прадуктаў на месцы.
У 2023 годзе каманда дасягнула шэрагу прарываў у інавацыйных тэхналогіях тэсціравання бяспекі харчовых прадуктаў, распрацаваўшы 8 новых матэрыялаў для ачысткі і ўзбагачэння і 3 новыя элементы крыніцы іонаў для мас-спектрометрыі; падала заяўкі на 15 патэнтаў на вынаходніцтвы; 14 аўтарызаваных патэнтаў на вынаходніцтвы; атрымала 2 аўтарскія правы на праграмнае забеспячэнне; распрацавала 9 стандартаў бяспекі харчовых прадуктаў і апублікавала 21 артыкул у айчынных і замежных часопісах, у тым ліку 8 ​​артыкулаў SCI Zone 1 TOP.