中国检科院张峰研究员团队在食品安全检测关键材料和核心元件研究方向取得突破

食品种类多、供应链条长、安全监管难度大。检测技术是保障食品安全的重要手段。但现有检测技术存在检测关键材料特异性差导致样品前处理时间长、富集效率低，质谱离子源等检测核心元件选择性低导致食品样品无法实时分析等食品安全检测难题。面对挑战，我院张峰首席专家团队在食品安全检测关键材料、核心元件和创新方法研究方向取得系列技术突破。

在关键材料研发方面，团队探明了前处理材料对食品中有害物的特异性吸附作用机制，研制了系列高特异性吸附的微纳结构前处理材料。痕量/超痕量水平的目标物检测需要先进行富集净化前处理，但现有材料富集能力有限、特异性不足，导致检测灵敏度达不到检测要求。团队从分子结构入手，解析了前处理材料对食品中有害物的特异吸附作用机制，引入脲类等官能团，制备了系列化学键调控共价有机框架材料（Fe₃O₄@TPBD-TPA、Zn@MGeo和Fe₃O₄@ETTA-PPDI等），并包覆在磁性纳米粒子表面（如图1所示）。用于食品中黄曲霉毒素、氟喹诺酮类兽药和苯脲类除草剂等有害物的富集净化，前处理时间由几小时缩短至几分钟，与国家标准方法相比，检测灵敏度提高超百倍，突破了材料特异性差导致前处理过程繁琐、检测灵敏度低等难以满足检测要求的技术难题。

　　图1 Fe₃O₄@ETTA-PPDI材料合成路线和检测流程图

在核心元件研发方向，团队将分离新材料与质谱离子源相融合，研制了高选择性质谱离子源元件和实时质谱快检方法。目前现场快检常用的胶体金试纸条等小巧便携，但定性定量准确度较低。质谱具有准确度高的优势，但设备笨重且需要冗长的样品前处理和色谱分离过程，难以用于现场快检。团队突破现有实时质谱离子源只具有电离功能的瓶颈，将系列分离材料修饰技术引入质谱离子源，使离子源具备了分离功能，可以对食品等复杂样品基质净化的同时进行目标物电离，摈弃了食品质谱分析前的繁冗色谱分离，研发了系列分离-电离一体化实时质谱离子源。如将研发的分子印迹材料与导电基板相偶联，研制出新型质谱离子源（如图2所示），建立的实时质谱快检方法用于食品中氨基甲酸酯类的检测，检测速度≤40秒，方法定量限可达0.5 μg/kg，与国标方法相比，检测速度由几十分钟缩短至几十秒，灵敏度提高近20倍，破解了食品安全现场检测技术准确度不足的技术难题。

　　图2 新型高选择性质谱离子源提高灵敏度示意图

2023年团队在食品安全创新检测技术方向取得系列突破，研制新型净化富集材料8种、新型质谱离子源元件3件；申请发明专利15件；授权发明专利14件；获得软件著作权2项；研制食品安全标准9项，在国内外期刊发表文章21篇，其中SCI一区TOP文章8篇。