อาหารมีหลายประเภท ห่วงโซ่อุปทานที่ยาวไกล และความยากลำบากในการกำกับดูแลด้านความปลอดภัย เทคโนโลยีการตรวจจับเป็นวิธีการสำคัญในการสร้างความมั่นใจในความปลอดภัยของอาหาร อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีการตรวจจับที่มีอยู่ในปัจจุบันกำลังเผชิญกับความท้าทายในการตรวจจับความปลอดภัยของอาหาร เช่น ความจำเพาะต่ำของวัตถุดิบหลัก ระยะเวลาการเตรียมตัวอย่างที่นาน ประสิทธิภาพการเสริมสมรรถนะต่ำ และการคัดเลือกส่วนประกอบหลักในการตรวจจับที่ต่ำ เช่น แหล่งกำเนิดไอออนของแมสสเปกโตรมิเตอร์ ซึ่งส่งผลให้สามารถวิเคราะห์ตัวอย่างอาหารแบบเรียลไทม์ได้ ท่ามกลางความท้าทาย ทีมผู้เชี่ยวชาญหลักของเรา ซึ่งนำโดยจาง เฟิง ได้ประสบความสำเร็จในการพัฒนาเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องในทิศทางการวิจัยวัตถุดิบหลัก ส่วนประกอบหลัก และวิธีการทดสอบความปลอดภัยอาหารที่เป็นนวัตกรรมใหม่
ในส่วนของการวิจัยและพัฒนาวัสดุสำคัญ ทีมงานได้ศึกษากลไกการดูดซับจำเพาะของวัสดุเตรียมผิวก่อนการดูดซับสารอันตรายในอาหาร และพัฒนาวัสดุเตรียมผิวก่อนการดูดซับที่มีโครงสร้างไมโครนาโนที่มีความจำเพาะสูง การตรวจจับสารเป้าหมายในระดับร่องรอย/ร่องรอยพิเศษจำเป็นต้องผ่านการเตรียมผิวก่อนการเสริมสมรรถนะและการทำให้บริสุทธิ์ แต่วัสดุที่มีอยู่ในปัจจุบันมีความสามารถในการเสริมสมรรถนะที่จำกัดและมีความจำเพาะไม่เพียงพอ ส่งผลให้ความไวในการตรวจจับไม่เป็นไปตามข้อกำหนด เริ่มจากโครงสร้างโมเลกุล ทีมงานได้วิเคราะห์กลไกการดูดซับจำเพาะของวัสดุเตรียมผิวก่อนการดูดซับสารอันตรายในอาหาร เติมหมู่ฟังก์ชัน เช่น ยูเรีย และเตรียมวัสดุโครงสร้างอินทรีย์โคเวเลนต์ที่มีการควบคุมพันธะเคมี (Fe3O4@ETTA-PPDI Fe3O4@TAPB-BTT และ Fe3O4@TAPM-PPDI และเคลือบบนพื้นผิวของอนุภาคนาโนแม่เหล็ก) ใช้สำหรับเพิ่มความเข้มข้นและทำความสะอาดสารอันตรายต่างๆ เช่น อะฟลาทอกซิน ยาสำหรับสัตว์ฟลูออโรควิโนโลน และสารกำจัดวัชพืชฟีนิลยูเรียในอาหาร ช่วยลดระยะเวลาการเตรียมตัวอย่างก่อนการทดสอบจากไม่กี่ชั่วโมงเหลือเพียงไม่กี่นาที เมื่อเทียบกับวิธีมาตรฐานระดับชาติ ความไวในการตรวจจับเพิ่มขึ้นมากกว่าร้อยเท่า ช่วยลดปัญหาทางเทคนิคที่เกิดจากความจำเพาะของวัสดุต่ำ ซึ่งนำไปสู่ขั้นตอนการเตรียมตัวอย่างที่ยุ่งยากและความไวในการตรวจจับต่ำ ซึ่งยากต่อการตอบสนองข้อกำหนดในการตรวจจับ
ในทิศทางการวิจัยและพัฒนาส่วนประกอบหลัก ทีมงานจะแยกวัสดุใหม่และผสานเข้ากับแหล่งกำเนิดไอออนของแมสสเปกโตรมิเตอร์ เพื่อพัฒนาส่วนประกอบแหล่งกำเนิดไอออนของแมสสเปกโตรมิเตอร์แบบเลือกสรรสูง และวิธีการตรวจจับอย่างรวดเร็วของแมสสเปกโตรมิเตอร์แบบเรียลไทม์ ปัจจุบัน แถบทดสอบทองคำคอลลอยด์ที่ใช้กันทั่วไปสำหรับการตรวจสอบอย่างรวดเร็ว ณ สถานที่จริงมีขนาดเล็กและพกพาสะดวก แต่ความแม่นยำเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณค่อนข้างต่ำ แมสสเปกโตรมิเตอร์มีข้อได้เปรียบด้านความแม่นยำสูง แต่อุปกรณ์มีขนาดใหญ่และต้องใช้การเตรียมตัวอย่างล่วงหน้าและกระบวนการแยกด้วยโครมาโทกราฟีเป็นเวลานาน ทำให้ยากต่อการใช้งานสำหรับการตรวจจับอย่างรวดเร็ว ณ สถานที่จริง ทีมงานได้ก้าวข้ามข้อจำกัดของแหล่งกำเนิดไอออนของแมสสเปกโตรมิเตอร์แบบเรียลไทม์ที่มีอยู่เดิมที่มีฟังก์ชันการแตกตัวเป็นไอออน และได้นำเทคโนโลยีการดัดแปลงวัสดุสำหรับการแยกสารมาใช้กับแหล่งกำเนิดไอออนของแมสสเปกโตรมิเตอร์ ซึ่งทำให้แหล่งกำเนิดไอออนสามารถแยกสารได้ สามารถทำการแยกตัวอย่างที่ซับซ้อน เช่น อาหาร พร้อมกับการทำให้สารเป้าหมายแตกตัวเป็นไอออน ขจัดความยุ่งยากในการแยกด้วยโครมาโทกราฟีก่อนการวิเคราะห์ด้วยแมสสเปกโตรมิเตอร์ในอาหาร และพัฒนาชุดแหล่งกำเนิดไอออนแบบแมสสเปกโตรมิเตอร์แบบเรียลไทม์ที่ผสานรวมการแยกด้วยไอออน หากนำวัสดุที่พิมพ์ด้วยโมเลกุลที่พัฒนาขึ้นมาเชื่อมต่อกับสารตั้งต้นที่นำไฟฟ้าได้เพื่อพัฒนาแหล่งกำเนิดไอออนแบบแมสสเปกโตรมิเตอร์แบบใหม่ (ดังแสดงในรูปที่ 2) จะสามารถพัฒนาวิธีการตรวจจับอย่างรวดเร็วด้วยแมสสเปกโตรมิเตอร์แบบเรียลไทม์สำหรับการตรวจจับคาร์บาเมตเอสเทอร์ในอาหาร ด้วยความเร็วในการตรวจจับ ≤ 40 วินาที และขีดจำกัดเชิงปริมาณสูงสุด 0.5 ไมโครเมตร เมื่อเทียบกับวิธีมาตรฐานแห่งชาติ ความเร็วในการตรวจจับที่ g/kg ลดลงจากหลายสิบนาทีเหลือเพียงหลายสิบวินาที และความไวแสงเพิ่มขึ้นเกือบ 20 เท่า ช่วยแก้ปัญหาทางเทคนิคเกี่ยวกับความแม่นยำที่ไม่เพียงพอในเทคโนโลยีการตรวจจับความปลอดภัยด้านอาหาร ณ สถานที่
ในปี 2566 ทีมงานได้ประสบความสำเร็จในการพัฒนาเทคโนโลยีการทดสอบความปลอดภัยด้านอาหารที่เป็นนวัตกรรมใหม่ โดยพัฒนาสารทำให้บริสุทธิ์และเสริมสมรรถนะใหม่ 8 ชนิด และองค์ประกอบแหล่งกำเนิดไอออนของมวลสารแบบใหม่ 3 ชนิด ยื่นขอสิทธิบัตรการประดิษฐ์ 15 ฉบับ สิทธิบัตรการประดิษฐ์ที่ได้รับอนุญาต 14 ฉบับ ได้รับลิขสิทธิ์ซอฟต์แวร์ 2 รายการ พัฒนามาตรฐานความปลอดภัยด้านอาหาร 9 รายการ และตีพิมพ์บทความ 21 บทความในวารสารในประเทศและต่างประเทศ รวมถึงบทความ SCI Zone 1 TOP จำนวน 8 บทความ