食品種類多、供應(yīng)鏈條長、安全監(jiān)管難度大。檢測技術(shù)是保障食品安全的重要手段。但現(xiàn)有檢測技術(shù)存在檢測關(guān)鍵材料特異性差導致樣品前處理時間長、富集效率低，質(zhì)譜離子源等檢測核心元件選擇性低導致食品樣品無法實時分析等食品安全檢測難題。面對挑戰(zhàn)，我院張峰首席專家團隊在食品安全檢測關(guān)鍵材料、核心元件和創(chuàng)新方法研究方向取得系列技術(shù)突破。
在關(guān)鍵材料研發(fā)方面，團隊探明了前處理材料對食品中有害物的特異性吸附作用機制，研制了系列高特異性吸附的微納結(jié)構(gòu)前處理材料。痕量/超痕量水平的目標物檢測需要先進行富集凈化前處理，但現(xiàn)有材料富集能力有限、特異性不足，導致檢測靈敏度達不到檢測要求。團隊從分子結(jié)構(gòu)入手，解析了前處理材料對食品中有害物的特異吸附作用機制，引入脲類等官能團，制備了系列化學鍵調(diào)控共價有機框架材料（Fe3O4@ETTA-PPDI、Fe3O4@TAPB-BTT和Fe3O4@TAPM-PPDI等），并包覆在磁性納米粒子表面。用于食品中黃曲霉毒素、氟喹諾酮類獸藥和苯脲類除草劑等有害物的富集凈化，前處理時間由幾小時縮短至幾分鐘，與國家標準方法相比，檢測靈敏度提高超百倍，突破了材料特異性差導致前處理過程繁瑣、檢測靈敏度低等難以滿足檢測要求的技術(shù)難題。
在核心元件研發(fā)方向，團隊將分離新材料與質(zhì)譜離子源相融合，研制了高選擇性質(zhì)譜離子源元件和實時質(zhì)譜快檢方法。目前現(xiàn)場快檢常用的膠體金試紙條等小巧便攜，但定性定量準確度較低。質(zhì)譜具有準確度高的優(yōu)勢，但設(shè)備笨重且需要冗長的樣品前處理和色譜分離過程，難以用于現(xiàn)場快檢。團隊突破現(xiàn)有實時質(zhì)譜離子源只具有電離功能的瓶頸，將系列分離材料修飾技術(shù)引入質(zhì)譜離子源，使離子源具備了分離功能，可以對食品等復雜樣品基質(zhì)凈化的同時進行目標物電離，擯棄了食品質(zhì)譜分析前的繁冗色譜分離，研發(fā)了系列分離-電離一體化實時質(zhì)譜離子源。如將研發(fā)的分子印跡材料與導電基板相偶聯(lián)，研制出新型質(zhì)譜離子源（如圖2所示），建立的實時質(zhì)譜快檢方法用于食品中氨基甲酸酯類的檢測，檢測速度≤40秒，方法定量限可達0.5 μg/kg，與國標方法相比，檢測速度由幾十分鐘縮短至幾十秒，靈敏度提高近20倍，破解了食品安全現(xiàn)場檢測技術(shù)準確度不足的技術(shù)難題。
2023年團隊在食品安全創(chuàng)新檢測技術(shù)方向取得系列突破，研制新型凈化富集材料8種、新型質(zhì)譜離子源元件3件；申請發(fā)明專利15件；授權(quán)發(fā)明專利14件；獲得軟件著作權(quán)2項；研制食品安全標準9項，在國內(nèi)外期刊發(fā)表文章21篇，其中SCI一區(qū)TOP文章8篇。
日期：2024-01-05
在關(guān)鍵材料研發(fā)方面，團隊探明了前處理材料對食品中有害物的特異性吸附作用機制，研制了系列高特異性吸附的微納結(jié)構(gòu)前處理材料。痕量/超痕量水平的目標物檢測需要先進行富集凈化前處理，但現(xiàn)有材料富集能力有限、特異性不足，導致檢測靈敏度達不到檢測要求。團隊從分子結(jié)構(gòu)入手，解析了前處理材料對食品中有害物的特異吸附作用機制，引入脲類等官能團，制備了系列化學鍵調(diào)控共價有機框架材料（Fe3O4@ETTA-PPDI、Fe3O4@TAPB-BTT和Fe3O4@TAPM-PPDI等），并包覆在磁性納米粒子表面。用于食品中黃曲霉毒素、氟喹諾酮類獸藥和苯脲類除草劑等有害物的富集凈化，前處理時間由幾小時縮短至幾分鐘，與國家標準方法相比，檢測靈敏度提高超百倍，突破了材料特異性差導致前處理過程繁瑣、檢測靈敏度低等難以滿足檢測要求的技術(shù)難題。
在核心元件研發(fā)方向，團隊將分離新材料與質(zhì)譜離子源相融合，研制了高選擇性質(zhì)譜離子源元件和實時質(zhì)譜快檢方法。目前現(xiàn)場快檢常用的膠體金試紙條等小巧便攜，但定性定量準確度較低。質(zhì)譜具有準確度高的優(yōu)勢，但設(shè)備笨重且需要冗長的樣品前處理和色譜分離過程，難以用于現(xiàn)場快檢。團隊突破現(xiàn)有實時質(zhì)譜離子源只具有電離功能的瓶頸，將系列分離材料修飾技術(shù)引入質(zhì)譜離子源，使離子源具備了分離功能，可以對食品等復雜樣品基質(zhì)凈化的同時進行目標物電離，擯棄了食品質(zhì)譜分析前的繁冗色譜分離，研發(fā)了系列分離-電離一體化實時質(zhì)譜離子源。如將研發(fā)的分子印跡材料與導電基板相偶聯(lián)，研制出新型質(zhì)譜離子源（如圖2所示），建立的實時質(zhì)譜快檢方法用于食品中氨基甲酸酯類的檢測，檢測速度≤40秒，方法定量限可達0.5 μg/kg，與國標方法相比，檢測速度由幾十分鐘縮短至幾十秒，靈敏度提高近20倍，破解了食品安全現(xiàn)場檢測技術(shù)準確度不足的技術(shù)難題。
2023年團隊在食品安全創(chuàng)新檢測技術(shù)方向取得系列突破，研制新型凈化富集材料8種、新型質(zhì)譜離子源元件3件；申請發(fā)明專利15件；授權(quán)發(fā)明專利14件；獲得軟件著作權(quán)2項；研制食品安全標準9項，在國內(nèi)外期刊發(fā)表文章21篇，其中SCI一區(qū)TOP文章8篇。
日期：2024-01-05
