Има много видове храни, дълга верига за доставки и трудности при надзора на безопасността. Технологията за откриване е важно средство за гарантиране на безопасността на храните. Съществуващите технологии за откриване обаче са изправени пред предизвикателства при откриването на храни, като например ниска специфичност на ключови материали, дълго време за предварителна обработка на пробите, ниска ефективност на обогатяване и ниска селективност на основните компоненти за откриване, като например йонни източници на масспектрометрия, което води до анализ на хранителни проби в реално време. Изправен пред предизвикателствата, нашият екип от главни експерти, ръководен от Джан Фън, постигна серия от технологични пробиви в посоката на изследване на ключови материали, основни компоненти и иновативни методи за тестване на безопасността на храните.
По отношение на ключови изследвания и разработки в областта на материалите, екипът е проучил специфичния механизъм на адсорбция на вредни вещества в храните на материали за предварителна обработка и е разработил серия от високо специфични адсорбционни микро-наноструктурирани материали за предварителна обработка. Откриването на целеви вещества в следови/ултраследови нива изисква предварителна обработка за обогатяване и пречистване, но съществуващите материали имат ограничени възможности за обогатяване и недостатъчна специфичност, което води до чувствителност на откриване, която не отговаря на изискванията за откриване. Започвайки от молекулярната структура, екипът е анализирал специфичния механизъм на адсорбция на вредни вещества в храните на материали за предварителна обработка, въвел е функционални групи като урея и е подготвил серия от ковалентни органични рамкови материали с регулация на химичните връзки (Fe3O4@ETTA-PPDI, Fe3O4@TAPB-BTT и Fe3O4@TAPM-PPDI и нанесени върху повърхността им магнитни наночастици. Използвани за обогатяване и пречистване на вредни вещества като афлатоксини, ветеринарни лекарства на базата на флуорохинолон и фенилурейни хербициди в храните, времето за предварителна обработка е съкратено от няколко часа до няколко минути. В сравнение с националните стандартни методи, чувствителността на откриване се увеличава повече от сто пъти, преодолявайки техническите трудности, свързани с лошата специфичност на материала, водеща до тромави процеси на предварителна обработка и ниска чувствителност на откриване, което е трудно за изпълнение на изискванията за откриване.
В насоката на научноизследователска и развойна дейност на основните компоненти, екипът ще разделя нови материали и ще ги интегрира с йонни източници за масспектрометрия, за да разработи високоселективни компоненти за йонни източници за масспектрометрия и методи за бързо откриване в реално време с масспектрометрия. Понастоящем често използваните колоидни златни тест ленти за бърза проверка на място са малки и преносими, но тяхната качествена и количествена точност е сравнително ниска. Масспектрометрията има предимството на високата точност, но оборудването е обемисто и изисква продължителни процеси на предварителна обработка на пробите и хроматографско разделяне, което го прави трудно за използване за бързо откриване на място. Екипът е преодолял ограниченията на съществуващите йонни източници за масспектрометрия в реално време, които имат само йонизационна функция, и е въвел серия от технологии за модификация на разделителни материали в йонните източници за масспектрометрия, което позволява на йонните източници да имат функция за разделяне. Те могат да пречистват сложни матрици на проби, като например храна, като същевременно йонизират целевите вещества, елиминирайки тромавото хроматографско разделяне преди анализ на храни с масспектрометрия, и ще разработи серия от интегрирани йонни източници за масспектрометрия в реално време с разделяне и йонизация. Ако разработеният молекулярно отпечатан материал се свърже с проводим субстрат, за да се разработи нов йонен източник за масспектрометрия (както е показано на Фигура 2), се установява метод за бързо откриване в реално време с масспектрометрия за откриване на карбаматни естери в храни, със скорост на откриване ≤ 40 секунди и количествен лимит до 0,5 μ. В сравнение с националния стандартен метод, скоростта на откриване на g/kg е намалена от десетки минути на десетки секунди, а чувствителността е подобрена близо 20 пъти, решавайки техническия проблем с недостатъчната точност в технологията за откриване на безопасността на храните на място.
През 2023 г. екипът постигна серия от пробиви в иновативните технологии за тестване на безопасността на храните, разработвайки 8 нови материала за пречистване и обогатяване и 3 нови елемента за йонен източник за масспектрометрия; кандидатства за 15 патента за изобретения; 14 оторизирани патента за изобретения; получи 2 авторски права за софтуер; разработи 9 стандарта за безопасност на храните и публикува 21 статии в местни и чуждестранни списания, включително 8 статии от SCI Zone 1 TOP.