Forsker Zhang Fengs team fra Det kinesiske akademiet for helsevitenskap har gjort gjennombrudd i forskningsretningen for viktige materialer og kjernekomponenter for testing av mattrygghet.

Det finnes mange typer mat, en lang forsyningskjede og vanskeligheter med sikkerhetstilsyn. Deteksjonsteknologi er et viktig middel for å sikre mattrygghet. Eksisterende deteksjonsteknologier står imidlertid overfor utfordringer innen deteksjon av mattrygghet, som dårlig spesifisitet av nøkkelmaterialer, lang forbehandlingstid for prøver, lav anrikningseffektivitet og lav selektivitet av kjernekomponenter for deteksjon, som massespektrometriske ionekilder, noe som resulterer i sanntidsanalyse av matprøver. Stilt overfor utfordringer har vårt sjefsekspertteam, ledet av Zhang Feng, oppnådd en rekke teknologiske gjennombrudd i forskningsretningen for nøkkelmaterialer, kjernekomponenter og innovative metoder for testing av mattrygghet.
Når det gjelder forskning og utvikling på viktige materialer, har teamet utforsket den spesifikke adsorpsjonsmekanismen til forbehandlingsmaterialer på skadelige stoffer i mat, og utviklet en serie svært spesifikke forbehandlingsmaterialer med adsorpsjonsmikronanostruktur. Deteksjon av målstoffer på spor-/ultraspornivåer krever forbehandling for anriking og rensing, men eksisterende materialer har begrensede anrikningsmuligheter og utilstrekkelig spesifisitet, noe som resulterer i at deteksjonsfølsomheten ikke oppfyller deteksjonskravene. Med utgangspunkt i molekylstrukturen analyserte teamet den spesifikke adsorpsjonsmekanismen til forbehandlingsmaterialer på skadelige stoffer i mat, introduserte funksjonelle grupper som urea, og fremstilte en serie kovalente organiske rammeverksmaterialer med regulering av kjemiske bindinger (Fe3O4@ETTA-PPDI Fe3O4@TAPB-BTT og Fe3O4@TAPM-PPDI) og belagt på overflaten av magnetiske nanopartikler. Brukt til anriking og rensing av skadelige stoffer som aflatoksiner, fluorokinolon-veterinærlegemidler og fenylureaherbicider i mat, forkortes forbehandlingstiden fra noen få timer til noen få minutter. Sammenlignet med nasjonale standardmetoder økes deteksjonsfølsomheten med mer enn hundre ganger, noe som bryter gjennom de tekniske vanskelighetene med dårlig materialspesifisitet som fører til tungvinte forbehandlingsprosesser og lav deteksjonsfølsomhet, som gjør det vanskelig å oppfylle deteksjonskravene.
Innen forsknings- og utviklingsretningen for kjernekomponenter vil teamet separere nye materialer og integrere dem med massespektrometriske ionekilder for å utvikle svært selektive massespektrometriske ionekildekomponenter og hurtigdeteksjonsmetoder for massespektrometri i sanntid. For tiden er de vanlige kolloidale gullteststrimlene for hurtiginspeksjon på stedet små og bærbare, men deres kvalitative og kvantitative nøyaktighet er relativt lav. Massespektrometri har fordelen av høy nøyaktighet, men utstyret er klumpete og krever langvarig forbehandling av prøver og kromatografiske separasjonsprosesser, noe som gjør det vanskelig å bruke til hurtigdeteksjon på stedet. Teamet har brutt gjennom flaskehalsen til eksisterende sanntids massespektrometriske ionekilder som bare har ioniseringsfunksjon, og introdusert en rekke teknologier for modifisering av separasjonsmaterialer i massespektrometriske ionekilder, noe som gjør det mulig for ionekilder å ha separasjonsfunksjon. Det kan rense komplekse prøvematriser som mat samtidig som det ioniserer målstoffer, eliminere den tungvinte kromatografiske separasjonen før massespektrometrianalyse av mat, og utvikle en serie integrerte sanntids massespektrometriske ionekilder med separasjonsionisering. Hvis det utviklede molekylært pregede materialet kobles med et ledende substrat for å utvikle en ny massespektrometri-ionekilde (som vist i figur 2), etableres en sanntids massespektrometri-hurtigdeteksjonsmetode for deteksjon av karbamatestere i mat, med en deteksjonshastighet på ≤ 40 sekunder og en kvantitativ grense på opptil 0,5 μ. Sammenlignet med den nasjonale standardmetoden er deteksjonshastigheten på g/kg redusert fra titalls minutter til titalls sekunder, og følsomheten er forbedret med nesten 20 ganger, noe som løser det tekniske problemet med utilstrekkelig nøyaktighet i deteksjonsteknologi for mattrygghet på stedet.
I 2023 oppnådde teamet en rekke gjennombrudd innen innovativ teknologi for testing av mattrygghet, og utviklet 8 nye rense- og anrikningsmaterialer og 3 nye massespektrometriske ionekildeelementer; søkte om 15 oppfinnelsespatenter; 14 autoriserte oppfinnelsespatenter; fikk 2 programvareopphavsrettigheter; utviklet 9 standarder for mattrygghet og publiserte 21 artikler i innenlandske og utenlandske tidsskrifter, inkludert 8 SCI Zone 1 TOP-artikler.


Publisert: 08.01.2024