Il existe de nombreux types d'aliments, une longue chaîne d'approvisionnement et des difficultés de contrôle de la sécurité sanitaire. La technologie de détection est un moyen important de garantir la sécurité alimentaire. Cependant, les technologies de détection existantes se heurtent à des difficultés, telles qu'une faible spécificité des matériaux clés, un temps de prétraitement des échantillons long, une faible efficacité d'enrichissement et une faible sélectivité des composants clés de détection, tels que les sources d'ions de spectrométrie de masse, qui permettent une analyse en temps réel des échantillons alimentaires. Face à ces défis, notre équipe d'experts en chef, dirigée par Zhang Feng, a réalisé une série d'avancées technologiques dans la recherche sur les matériaux clés, les composants clés et les méthodes innovantes de contrôle de la sécurité alimentaire.
En termes de recherche et développement de matériaux clés, l'équipe a exploré le mécanisme d'adsorption spécifique des matériaux de prétraitement sur les substances nocives dans les aliments et a développé une série de matériaux de prétraitement à micro-nanostructures d'adsorption hautement spécifiques. La détection de substances cibles à l'état de traces/ultra-traces nécessite un prétraitement pour l'enrichissement et la purification, mais les matériaux existants ont des capacités d'enrichissement limitées et une spécificité insuffisante, ce qui entraîne une sensibilité de détection insatisfaisante. À partir de la structure moléculaire, l'équipe a analysé le mécanisme d'adsorption spécifique des matériaux de prétraitement sur les substances nocives dans les aliments, a introduit des groupes fonctionnels tels que l'urée et a préparé une série de matériaux de charpente organique covalents avec régulation de liaison chimique (Fe3O4@ETTA-PPDI Fe3O4@TAPB-BTT et Fe3O4@TAPM-PPDI) et appliqués à la surface de nanoparticules magnétiques. Utilisés pour l'enrichissement et la purification de substances nocives telles que les aflatoxines, les médicaments vétérinaires à base de fluoroquinolones et les herbicides à base de phénylurée dans les aliments, le temps de prétraitement est réduit de quelques heures à quelques minutes. Par rapport aux méthodes standard nationales, la sensibilité de détection est augmentée de plus de cent fois, surmontant les difficultés techniques d'une faible spécificité des matériaux conduisant à des processus de prétraitement fastidieux et à une faible sensibilité de détection, qui sont difficiles à répondre aux exigences de détection.
Dans le cadre de la recherche et du développement de composants clés, l'équipe séparera de nouveaux matériaux et les intégrera à des sources d'ions pour spectrométrie de masse afin de développer des composants hautement sélectifs et des méthodes de détection rapide par spectrométrie de masse en temps réel. Actuellement, les bandelettes de test d'or colloïdal couramment utilisées pour l'inspection rapide sur site sont compactes et portables, mais leur précision qualitative et quantitative est relativement faible. La spectrométrie de masse présente l'avantage d'une grande précision, mais l'équipement est encombrant et nécessite de longs processus de prétraitement des échantillons et de séparation chromatographique, ce qui complique son utilisation pour une détection rapide sur site. L'équipe a surmonté le goulot d'étranglement des sources d'ions pour spectrométrie de masse en temps réel existantes, uniquement dotées d'une fonction d'ionisation, et a introduit une série de technologies de modification des matériaux de séparation dans les sources d'ions pour spectrométrie de masse, leur permettant ainsi d'avoir une fonction de séparation. Elle permet de purifier des matrices d'échantillons complexes, telles que les aliments, tout en ionisant les substances cibles, éliminant ainsi la séparation chromatographique fastidieuse avant l'analyse par spectrométrie de masse des aliments, et développant une série de sources d'ions pour spectrométrie de masse en temps réel intégrant la séparation par ionisation. Si le matériau à empreinte moléculaire développé est couplé à un substrat conducteur pour développer une nouvelle source d'ions de spectrométrie de masse (comme illustré dans la figure 2), une méthode de détection rapide par spectrométrie de masse en temps réel est établie pour la détection des esters de carbamate dans les aliments, avec une vitesse de détection de ≤ 40 secondes et une limite quantitative allant jusqu'à 0,5 μ Par rapport à la méthode standard nationale, la vitesse de détection de g/kg a été réduite de quelques dizaines de minutes à quelques dizaines de secondes, et la sensibilité a été améliorée de près de 20 fois, résolvant le problème technique de la précision insuffisante de la technologie de détection de la sécurité alimentaire sur site.
En 2023, l'équipe a réalisé une série de percées dans la technologie innovante de test de sécurité alimentaire, en développant 8 nouveaux matériaux de purification et d'enrichissement et 3 nouveaux éléments sources d'ions pour la spectrométrie de masse ; Demande de 15 brevets d'invention ; 14 brevets d'invention autorisés ; Obtention de 2 droits d'auteur de logiciels ; Développement de 9 normes de sécurité alimentaire et publication de 21 articles dans des revues nationales et étrangères, dont 8 articles SCI Zone 1 TOP.