ישנם סוגים רבים של מזון, שרשרת אספקה ​​ארוכה וקושי בפיקוח בטיחותי. טכנולוגיית גילוי היא אמצעי חשוב להבטחת בטיחות המזון. עם זאת, טכנולוגיות גילוי קיימות מתמודדות עם אתגרים בגילוי בטיחות מזון, כגון ספציפיות ירודה של חומרים מרכזיים, זמן טיפול מקדים ארוך בדגימות, יעילות העשרה נמוכה וסלקטיביות נמוכה של רכיבי ליבה בגילוי כגון מקורות יונים בספקטרומטריית מסות, המביאים לניתוח בזמן אמת של דגימות מזון. לנוכח אתגרים, צוות המומחים הראשי שלנו בראשות ג'אנג פנג השיג סדרה של פריצות דרך טכנולוגיות בכיוון המחקר של חומרים מרכזיים, רכיבי ליבה ושיטות חדשניות לבדיקות בטיחות מזון.
מבחינת מחקר ופיתוח חומרים מרכזיים, הצוות חקר את מנגנון הספיחה הספציפי של חומרי טיפול מקדים על חומרים מזיקים במזון, ופיתח סדרה של חומרי טיפול מקדים בעלי מבנה מיקרו-ננו-ספיחה ספציפי ביותר. זיהוי חומרי מטרה ברמות עקבות/אולטרה-עקבות דורש טיפול מקדים להעשרה וטיהור, אך לחומרים הקיימים יכולות העשרה מוגבלות וספציפיות לא מספקת, וכתוצאה מכך רגישות הגילוי אינה עומדת בדרישות הגילוי. החל מהמבנה המולקולרי, הצוות ניתח את מנגנון הספיחה הספציפי של חומרי טיפול מקדים על חומרים מזיקים במזון, הציג קבוצות פונקציונליות כגון אוריאה, והכין סדרה של חומרי מסגרת אורגניים קוולנטיים עם ויסות קשרים כימיים (Fe3O4@ETTA-PPDI Fe3O4@TAPB-BTT ו-Fe3O4@TAPM-PPDI) המצופים על פני השטח של ננו-חלקיקים מגנטיים. חומרים אלה משמשים להעשרה וטיהור של חומרים מזיקים כגון אפלטוקסינים, תרופות וטרינריות פלואורוקינולונים וקוטלי עשבים של פנילאוריאה במזון, וזמן הטיפול המקדים מתקצר מכמה שעות לכמה דקות. בהשוואה לשיטות הסטנדרטיות הלאומיות, רגישות הגילוי גדלה פי יותר ממאה, מה שפורץ את הקשיים הטכניים של ספציפיות חומרית ירודה המובילה לתהליכי טיפול מקדים מסורבלים ורגישות גילוי נמוכה, אשר מקשים על עמידה בדרישות הגילוי.
בכיוון המחקר והפיתוח של רכיבי ליבה, הצוות יפריד חומרים חדשים וישלב אותם עם מקורות יונים ספקטרומטריית מסה כדי לפתח רכיבי מקור יונים ספקטרומטריית מסה סלקטיביים ביותר ושיטות גילוי מהיר של ספקטרומטריית מסה בזמן אמת. כיום, רצועות הבדיקה של זהב קולואידי הנפוצות לבדיקה מהירה באתר הן קטנות וניידות, אך הדיוק האיכותי והכמותי שלהן נמוך יחסית. לספקטרומטריית מסה יש יתרון של דיוק גבוה, אך הציוד מגושם ודורש טיפול מקדים ארוך בדגימה ותהליכי הפרדה כרומטוגרפיים, מה שמקשה על השימוש בו לגילוי מהיר באתר. הצוות פרץ את צוואר הבקבוק של מקורות יונים ספקטרומטריית מסה בזמן אמת קיימים בעלי פונקציית יינון בלבד, והציג סדרה של טכנולוגיות שינוי חומרי הפרדה למקורות יונים ספקטרומטריית מסה, מה שמאפשר למקורות יונים להיות בעלי פונקציית הפרדה. הם יכולים לטהר מטריצות דגימה מורכבות כמו מזון תוך יינון חומרי מטרה, לבטל את ההפרדה הכרומטוגרפית המסובכת לפני ניתוח ספקטרומטריית מסה של מזון, ולפתח סדרה של מקורות יונים ספקטרומטריית מסה בזמן אמת משולבים יינון. אם החומר המוטבע מולקולרית שפותח מצומד למצע מוליך לפיתוח מקור יונים חדש בספקטרומטריית מסות (כפי שמוצג באיור 2), נקבעת שיטת גילוי מהירה בספקטרומטריית מסות בזמן אמת לגילוי אסטרים של קרבמט במזון, עם מהירות גילוי של ≤ 40 שניות ומגבלה כמותית של עד 0.5 מיקרון. בהשוואה לשיטת התקן הלאומית, מהירות הגילוי של גרם/ק"ג הופחתה מעשרות דקות לעשרות שניות, והרגישות שופרה כמעט פי 20, מה שפותר את הבעיה הטכנית של דיוק לא מספק בטכנולוגיית גילוי בטיחות מזון באתר.
בשנת 2023, הצוות השיג סדרה של פריצות דרך בטכנולוגיית בדיקות בטיחות מזון חדשנית, ופיתח 8 חומרי טיהור והעשרה חדשים ו-3 אלמנטים חדשים של מקור יונים לספקטרומטריית מסות; הגיש בקשה ל-15 פטנטים על המצאה; 14 פטנטים מורשים על המצאה; השיג 2 זכויות יוצרים על תוכנה; פיתח 9 תקני בטיחות מזון ופרסם 21 מאמרים בכתבי עת מקומיים וזרים, כולל 8 מאמרים של SCI Zone 1 TOP.