Ir daudz pārtikas veidu, gara piegādes ķēde un grūtības drošības uzraudzībā. Noteikšanas tehnoloģija ir svarīgs līdzeklis pārtikas nekaitīguma nodrošināšanai. Tomēr esošās noteikšanas tehnoloģijas saskaras ar izaicinājumiem pārtikas nekaitīguma noteikšanā, piemēram, galveno materiālu zema specifiskums, ilgs paraugu pirmapstrādes laiks, zema bagātināšanas efektivitāte un zema noteikšanas galveno komponentu, piemēram, masas spektrometrijas jonu avotu, selektivitāte, kā rezultātā pārtikas paraugi tiek analizēti reāllaikā. Saskaroties ar izaicinājumiem, mūsu galvenā ekspertu komanda Džana Fena vadībā ir sasniegusi virkni tehnoloģisku sasniegumu galveno materiālu, galveno komponentu un inovatīvu pārtikas nekaitīguma testēšanas metožu pētniecības virzienā.
Runājot par galveno materiālu izpēti un izstrādi, komanda ir izpētījusi pirmapstrādes materiālu specifisko adsorbcijas mehānismu uz kaitīgām vielām pārtikā un izstrādājusi virkni ļoti specifisku adsorbcijas mikro-nano struktūras pirmapstrādes materiālu. Mērķa vielu noteikšanai niecīgā/ultra niecīgā līmenī ir nepieciešama pirmapstrāde bagātināšanai un attīrīšanai, taču esošajiem materiāliem ir ierobežotas bagātināšanas iespējas un nepietiekama specifiskums, kā rezultātā noteikšanas jutība neatbilst noteikšanas prasībām. Sākot ar molekulāro struktūru, komanda analizēja pirmapstrādes materiālu specifisko adsorbcijas mehānismu uz kaitīgām vielām pārtikā, ieviesa funkcionālās grupas, piemēram, urīnvielu, un sagatavoja virkni kovalentu organisko karkasa materiālu ar ķīmisko saišu regulēšanu (Fe3O4@ETTA-PPDI Fe3O4@TAPB-BTT un Fe3O4@TAPM-PPDI), kas pārklāti ar magnētisko nanodaļiņu virsmu. Izmantojot tos kaitīgu vielu, piemēram, aflatoksīnu, fluorhinolonu veterināro zāļu un fenilurīnvielas herbicīdu, bagātināšanai un attīrīšanai pārtikā, pirmapstrādes laiks ir saīsināts no dažām stundām līdz dažām minūtēm. Salīdzinot ar valsts standarta metodēm, noteikšanas jutība ir palielināta vairāk nekā simts reižu, pārvarot tehniskās grūtības, kas saistītas ar sliktu materiāla specifiskumu, kas noved pie apgrūtinošiem pirmapstrādes procesiem un zemas noteikšanas jutības, kuras ir grūti izpildīt noteikšanas prasības.
Galveno komponentu pētniecības un attīstības virzienā komanda atdalīs jaunus materiālus un integrēs tos ar masas spektrometrijas jonu avotiem, lai izstrādātu ļoti selektīvus masas spektrometrijas jonu avotu komponentus un reālā laika masas spektrometrijas ātrās noteikšanas metodes. Pašlaik visbiežāk izmantotās koloidālā zelta testa strēmeles ātrai pārbaudei uz vietas ir mazas un pārnēsājamas, taču to kvalitatīvā un kvantitatīvā precizitāte ir relatīvi zema. Masas spektrometrijas priekšrocība ir augsta precizitāte, taču aprīkojums ir apjomīgs un prasa ilgstošu paraugu pirmapstrādi un hromatogrāfisko atdalīšanas procesus, kas apgrūtina tā izmantošanu ātrai noteikšanai uz vietas. Komanda ir pārvarējusi esošo reālā laika masas spektrometrijas jonu avotu, kuriem ir tikai jonizācijas funkcija, sašaurinājumu un ieviesusi masas spektrometrijas jonu avotos virkni atdalīšanas materiālu modifikācijas tehnoloģiju, ļaujot jonu avotiem veikt atdalīšanas funkciju. Tas var attīrīt sarežģītas paraugu matricas, piemēram, pārtiku, vienlaikus jonizējot mērķa vielas, novēršot apgrūtinošo hromatogrāfisko atdalīšanu pirms pārtikas masas spektrometrijas analīzes un izstrādājot virkni atdalīšanas jonizācijā integrētu reālā laika masas spektrometrijas jonu avotu. Ja izstrādāto molekulāri iespiesto materiālu savieno ar vadošu substrātu, lai izveidotu jaunu masas spektrometrijas jonu avotu (kā parādīts 2. attēlā), tiek izveidota reāllaika masas spektrometrijas ātrās noteikšanas metode karbamāta esteru noteikšanai pārtikā ar noteikšanas ātrumu ≤ 40 sekundes un kvantitatīvo robežu līdz 0,5 μ. Salīdzinot ar valsts standarta metodi, noteikšanas ātrums g/kg ir samazināts no desmitiem minūšu līdz desmitiem sekunžu, un jutība ir uzlabota gandrīz 20 reizes, atrisinot tehnisko problēmu, kas saistīta ar nepietiekamu precizitāti pārtikas nekaitīguma noteikšanas tehnoloģijā uz vietas.
2023. gadā komanda panāca virkni sasniegumu inovatīvās pārtikas nekaitīguma testēšanas tehnoloģijās, izstrādājot 8 jaunus attīrīšanas un bagātināšanas materiālus un 3 jaunus masas spektrometrijas jonu avota elementus; iesniedza 15 izgudrojumu patentu pieteikumus; 14 autorizētus izgudrojumu patentus; ieguva 2 programmatūras autortiesības; izstrādāja 9 pārtikas nekaitīguma standartus un publicēja 21 rakstu vietējos un ārvalstu žurnālos, tostarp 8 SCI 1. zonas TOP rakstus.