中國檢科院張峰研究員團隊在食品安全檢測關鍵材料和核心元件研究方向取得突破

食品種類多、供應鏈條長、安全監管難度大。檢測技術是保障食品安全的重要手段。但現有檢測技術存在檢測關鍵材料特異性差導致樣品前處理時間長、富集效率低，質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，我院張峰首席專家團隊在食品安全檢測關鍵材料、核心元件和創新方法研究方向取得系列技術突破。

在關鍵材料研發方面，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構前處理材料。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。團隊從分子結構入手，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控共價有機框架材料（Fe₃O₄@TPBD-TPA、Zn@MGeo和Fe₃O₄@ETTA-PPDI等），并包覆在磁性納米粒子表面（如圖1所示）。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難題。

　　圖1 Fe₃O₄@ETTA-PPDI材料合成路線和檢測流程圖

在核心元件研發方向，團隊將分離新材料與質譜離子源相融合，研制了高選擇性質譜離子源元件和實時質譜快檢方法。目前現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。質譜具有準確度高的優勢，但設備笨重且需要冗長的樣品前處理和色譜分離過程，難以用于現場快檢。團隊突破現有實時質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引入質譜離子源，使離子源具備了分離功能，可以對食品等復雜樣品基質凈化的同時進行目標物電離，擯棄了食品質譜分析前的繁冗色譜分離，研發了系列分離-電離一體化實時質譜離子源。如將研發的分子印跡材料與導電基板相偶聯，研制出新型質譜離子源（如圖2所示），建立的實時質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，破解了食品安全現場檢測技術準確度不足的技術難題。

　　圖2 新型高選擇性質譜離子源提高靈敏度示意圖

2023年團隊在食品安全創新檢測技術方向取得系列突破，研制新型凈化富集材料8種、新型質譜離子源元件3件；申請發明專利15件；授權發明專利14件；獲得軟件著作權2項；研制食品安全標準9項，在國內外期刊發表文章21篇，其中SCI一區TOP文章8篇。