科研团队
毛雪飞
团队首席

农业元素分析与健康科研团队

长期聚焦农产品与环境质量安全领域,系统开展元素检测新技术与智能装备研发、元素迁移转化与健康机制研究、有害重金属消减与营养元素调控应用,三位一体协同攻关,为我国农产品保安全“底线”、提品质“高线”提供科技支撑。团队现有成员24名,由毛雪飞研究员担任首席科学家,包括团队骨干5名、助理3名、博士后1名以及在读博士、硕士研究生和国际留学生10余名。团队成员专业背景涵盖农产品质量安全、仪器分析、材料科学、环境科学、人工智能等多个领域,形成了多学科交叉融合、产学研协同创新的人才队伍。近年来,团队先后主持国家重点研发计划项目3项、课题及子课题8项,承担国家自然科学基金项目6项;获省部级以上科技奖励6项,制/修订国家、行业及团体标准40余项,在农产品元素分析检测技术创新、标准体系建设和成果转化应用等方面取得了一系列重要进展。团队首席科学家毛雪飞研究员先后入选全国农业科研杰出人才培养计划、中国农业科学院“青年英才”计划,其主导完成的技术成果入选“2025中国农业重大科技新成果”,充分彰显了团队在农业元素分析与农产品质量安全科技创新领域的科研实力与行业影响力。

联系方式:010-82106307;mxf08@163.com

研究方向

1. 先进分析仪器与智能传感装备研发

面向农产品、农业环境和农业投入品中重金属及其他元素快速检测需求,开展复杂样品直接进样、元素高效原子化与富集、微型化光谱分析和智能传感技术研究,重点发展固体进样电热蒸发、微等离子体、X射线荧光及新型纳米/生物传感技术,研发小型化、快速化、现场化元素分析仪器与装备,推动农业元素分析技术和科学仪器自主创新。

2. 农产品元素迁移转化及健康机制研究

围绕“农业元素组学”,开展有害与有益元素的形态分析、迁移转化、暴露评估及生物效应研究,重点关注砷、汞、镉、铅等有害元素和硒等营养元素,研究其在农产品和农业环境中的赋存特征、生物可利用性及健康效应,并开展多元素特征解析、污染溯源和营养品质评价,为农产品质量安全风险评估与营养健康研究提供理论依据。

3. 农业领域元素控制技术与标准研究

面向农产品质量安全、耕地质量和农业投入品监管需求,开展重金属污染去除材料与风险控制技术研究,建立农产品、土壤、灌溉水和肥料等典型农业样品的元素检测与质量控制方法,推动检测技术、仪器性能评价及科研成果标准化,构建“检测—评价—控制—标准”相衔接的农业元素质量安全技术体系。

4. 农产品智能监测与智慧监管大数据平台

围绕农产品质量安全检验检测体系与监管部门监测监管需求,开展农产品品质与风险监测数据汇交、定性定量风险评价、风险评估预警、可视化会商应用等关键技术研发,构建农产品质量安全领域的大数据应用支撑平台,推动体系内技术、装备、职能的数字化整合与协同,构建“云、边、端”结合、“标、控、防”一体的全场景数字化应用技术体系。

主要在研项目

序号

项目名称

项目来源

经费(万元)

起止时间

负责人

1

国家重点研发计划项目“食用农产品物流包装高风险危害物现场快速感知及控制关键技术研究”

国家重点研发计划

2500

2025.12-2028.11

毛雪飞(项目首席科学家)

2

国家重点研发计划青年科学家项目“农田土壤重金属现场快速检测装备与智能监测平台研发”

国家重点研发计划

200

2023.12-2026.12

李雪(项目负责人)

3

国家重点研发计划课题“包装材料高风险化学危害物现场快速感知技术与装备研发”

国家重点研发计划

665

2025.12-2028.11

毛雪飞(课题负责人)

4

国家重点研发计划课题“特色农产品品质多维数据仓库构建”

国家重点研发计划

351

2023.12 -2027.11

陈志军(课题负责人)

5

国家自然科学基金面上项目“基于固体进样纳米酶的食品重金属传感技术及机理研究”

国家自然科学基金

50

2025.01-2028.12

毛雪飞(项目负责人)

6

国家自然科学基金青年基金项目“硒纳米颗粒对镉致肝损伤的促排解毒作用和机制研究”

国家自然科学基金

30

2024.01-2026.12

李雪(项目负责人)

7

国家自然科学基金青年基金项目“食品中抗生素抗性基因的单颗粒等离子体质谱数字化分析研究”

国家自然科学基金

30

2026.01-2028.12

徐妍(项目负责人)

8

国家重点研发计划子课题“研制用于土壤原位进样的电热蒸发与微等离子体系统”

国家重点研发计划

315

2021.12-2026.11

毛雪飞(子课题负责人)

9

国家重点研发计划子课题“食用农产品物流包装危害物风险评估与智慧监测平台研发”

国家重点研发计划

110

2025.12-2028.11

陈志军(子课题负责人)

科技奖励

2025年,2025中国农业重大科技新成果—“基于X射线荧光的土壤主量和微量元素快速同步分析技术”

2023年,中国仪器仪表学会朱良漪分析仪器创新奖—青年创新奖“用于重金属快速检测的电热蒸发和气相富集关键技术研究”

2021年,中国农业科学院科学技术成果奖青年科技创新奖“农产品中重金属直接进样检测技术研发及应用”

2021年,神农中华农业科技奖一等奖“农产品中主要危害因子高效识别与风险评估关键技术及应用”

2021年,神农中华农业科技奖二等奖“农产品质量安全过程管控技术创新与集成应用”

2020年,中国农业科学院杰出科技创新奖“主要农产品风险因子识别与安全评价关键技术研发及应用”

2019年,2019年,广东省科学技术进步奖二等奖“农产品重金属检测及安全评价关键技术研究与应用”

2017年,海南省科技进步奖二等奖“海南几种主要热带果蔬质量安全风险评估与标准化研究”

2016年,2016年,中国分析测试协会科学技术奖(CAIA奖)青年奖“基于钨丝原子阱光谱技术的农产品重金属快速检测方法及应用”

代表性技术成果

1. 国家标准/行业标准

GB/T 43968-2024《直接进样测汞分析方法通则》

GB/T 43861-2024《微波等离子体原子发射光谱方法通则》

NY/T 4869-2025《土壤重金属快速检测方法评价技术规范》

NY/T 4547-2025《肥料中汞的测定 催化热解-金汞齐富集原子吸收光谱法》

NY/T 4982-2025《土壤中磷、钾、钠、硫、铁、锰、铜、锌、钼、铝、硅、钙、镁、镉、铬全量的测定 单波长激发-能量色散X射线荧光光谱法》

NY/T 4434-2023《土壤调理剂中汞的测定 催化热解-金汞齐富集原子吸收光谱法》

NY/T 3834-2021《肥料中16种稀土元素的测定 电感耦合等离子体质谱法》

NY/T 3789-2020《农田灌溉水中汞的测定 催化热解-原子荧光法》

NY/T 3788-2020《农田土壤中汞的测定 催化热解-原子荧光法》

NY/T 3319-2018《植物性饲料原料中镉的测定 直接进样原子荧光法》

NY/T 3318-2018《饲料中钙、钠、磷、镁、钾、铁、锌、铜、锰、钴和钼的测定 原子发射光谱法》

NY/T 2245-2012《县级农产品质量安全监督检测机构建设标准》

2.自主开发仪器装备与信息化平台

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X射线荧光重金属速测仪(XRF)

XRF固体进样系统

直接进样测镉/铅仪

液芯波导分析系统

农产品质量安全大数据平台

利用X射线激发源入射到样品,激发元素的荧光射线,通过分析元素的荧光射线得到元素的定性定量信息。适用于固体、液体等样品中重金属元素的测定。最大程度满足现场检测要求,重复性小于10%,分析时间小于10分钟,Cd检出限0.05 mg/kg,Pb检出限0.1 mg/kg。

利用电热蒸发实现土壤样品高效导入,利用气相富集技术实现汞镉的高效捕获,将土壤中汞镉转移至体积更小的纳米载体上,再与ED-XRF联用检测,从而有效提升汞、镉检测灵敏度。气相富集时间小于3分钟,重复性小于5%,整体尺寸为280×300×230 mm。

适用于粮食、食品等固体样品中镉和铅的直接测定,待测样品无需化学前处理,整个测试过程中不使用任何化学试剂,无需高压气瓶,整机体积小、功耗低,单个样品的分析时间约3分钟,重复性小于5%,检出限0.005 mg/kg。

利用液芯波导的长光程增强吸收效应,利用LED光源和光电检测器测定硝态氮显色反应后的特征吸光信号,实现定性定量分析。适用于土壤浸提液等样品中硝态氮的快速测定。仪器集成自动进样、混合、还原、负压脱气、检测、清洗及数据处理等功能,最大程度满足现场快速检测要求,分析时间小于10分钟,重复性≤0.5%,检出限0.9 μg/L。

长期为农业农村部风险监测工作提供信息平台支撑,支撑监测数据快速汇交、多维度监测报告自动生成、可视化交互式专家会商等日常应用,显著提升了风险监测工作的效率、降低了风险会商成本;平台在江苏、浙江、吉林等省获得个性化定制应用,在深圳市实现全功能复刻应用,为当地监管部门与质检机构提供了风险监测与评估技术支撑,显著提升了当地智慧监管工作的技术水平。相关技术处于“国内领先”水平。


代表性论文

1.Shuanglei Xie, Chuanqi Pan, Yuan Yao, et al. Ultra-high-efficiency capture of lead ions over acetylentic bond-rich graphdiyne adsorbent in aqueous solution. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2023, 120(16): 1-8. (SCI, IF: 9.7)

2.Xue Li#, Chaojie Wei#, Hongxin Xie, Haoxuan Luan, Jinying Wang, Yunbing Gao, Yanan Zhao, Wei Wang*, Yu-Feng Li*, Xuefei Mao*. Hulled Rice or husk? Synchrotron radiation XRF and deep learning approach for the determination of the geographical origin of Chinese rice samples. Food Chemistry, 2026, 512: 148847. (SCI, IF: 10.4)

3.Weiwei Chai, Tengpeng Liu, Xudong Huang, Qianli He, Xue Li, Jixin Liu*, Xuefei Mao*. A rapid and solid sampling colorimetric sensor of Hg in food based on thermo-release coupled with Au nanozyme trap. Food Control, 2025, 169: 111014. (SCI, IF: 7.0)

4.Qianli He, Xue Li, Weiwei Chai, Lin Chen, Xuefei Mao*. A novel functionalized graphdiyne oxide membrane for efficient removal and rapid detection of mercury in water. Journal of Hazardous Materials, 2024, 467: 133711. (SCI, IF: 11.3)

5.Hongyu Jia#, Guanyu Lan#, Xue Li, Lin Chen, Li Feng*, Xuefei Mao*. Rapid and simultaneous detection of cadmium and mercury in foods based on solid sampling integrated electrothermal vaporization technique. Food Chemistry, 2024, 457: 140087. (SCI, IF: 10.4)

6.Tengpeng Liu, Jixin Liu*, Xuefei Mao*, Xudong Huang, Yongzhong Qian. Novel platinum-nickel composite trap for simultaneous and direct determination of mercury and cadmium in soil and its mechanism study. Analytical Chemistry, 2023, 95(2): 594-601. (SCI, IF: 7.3)

7.Zhenzhen Yao, Jixin Liu*, Xuefei Mao*, Guoying Chen, Zhihong Ma, Bingru Li. Ultratrace mercury speciation analysis in rice by in-line solid phase extraction - liquid chromatography - atomic fluorescence spectrometry. Food Chemistry, 2022, 379: 132116. (SCI, IF: 10.4)

8.Yaru Zhang, Jixin Liu*, Xuefei Mao*, Guoying Chen, Di Tian. Review of Miniaturized and Portable Optical Emission Spectrometry Based on Microplasma for Elemental Analysis. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 2021, 144: 116437. (SCI, IF: 13.1)

9.Siyu Gu, Xudong Huang, Mingli Chen, Jixin Liu*, Xuefei Mao*, Xing Na, Guoying Chen, Yunbin Shao. Novel dielectric barrier discharge trap for arsenic introduced by electrothermal vaporization possible mechanism and its application. Analytical Chemistry, 2021, 93(45): 15063-15071. (SCI, IF: 7.3)

10.Xue Li, Tengpeng Liu, Chunyan Chang, Yajie Lei, Xuefei Mao*. Analytical Methodologies for Agrometallomics: A Critical Review. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2021, 69: 6100-6118. (SCI, IF: 6.7)

11.Meitong Liu, Jixin Liu*, Xuefei Mao*, Xing Na, Lan Ding, Yongzhong Qian. High sensitivity analysis of selenium by ultraviolet vapor generation combined with microplasma gas phase enrichment and the mechanism study. Analytical Chemistry, 2020, 92(10): 7257-7264. (SCI, IF: 7.3)

12.Yuehan Qi, Xuefei Mao*, Jixin Liu*, Xing Na, Guoying Chen, Meitong Liu, Chuangmu Zheng, Yongzhong Qian. In situ dielectric barrier discharge trap for ultrasensitive arsenic determination by atomic fluorescence spectrometry. Analytical Chemistry, 2018, 90: 6332-6338. (SCI, IF: 7.3)

13.Xuefei Mao#, Yuehan Qi#, Junwei Huang, Jixin Liu*, Guoying Chen, Xing Na, Min Wang*, Yongzhong Qian. Ambient-temperature trap/release of arsenic by dielectric barrier discharge and its application to ultratrace arsenic determination in surface water followed by atomic fluorescence spectrometry. Analytical Chemistry, 2016, 88(7): 4147-4152. (SCI, IF: 7.3)

14.Yatao Huang, Min Wang*, Xuefei Mao*, Yongzhong Qian, Tianjin Chen, Ying Zhang. Concentrations of inorganic arsenic in milled rice from China and associated dietary exposure assessment. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2015, 63(50): 10838-10845. (SCI, IF: 6.7)

15.Xuefei Mao, Jixin Liu, Yatao Huang, Li Feng, Lihua Zhang, Xiaoyan Tang, Jian Zhou, Yongzhong Qian, Min Wang*. Assessment of homogeneity and minimum sample mass for cadmium analysis in powdered certified reference materials and real rice samples by solid sampling electrothermal vaporization atomic fluorescence spectrometry. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2013, 61(4): 848-853. (SCI, IF: 6.7)

16.Shoukun Chen, Zhijun Chen*, Hao Zhang, et al. Multi-omics Dissection of Panicle Development Reveals a GSE9-Centered Regulatory Network Controlling Rice Grain Shape[J]. Journal of Advanced Research, 2026, in press. (SCI一区, IF: 17.1)

17.Zhijun Chen, Yiping Xu, Na Li, et al. A National-Scale Cumulative Exposure Assessment of Organophosphorus Pesticides through Dietary Vegetable Consumption in China. Food Control 104: 34–41. (SCI一区, IF: 7.0)

知识产权

1.专利:ZL202420870141.8,一种液芯波导原位在线多组分高灵敏检测系统,发明人:毛雪飞、穆炳宇、李雪、兰冠宇

2.专利:ZL202421004407.7,一种X射线荧光光谱分析仪,发明人:毛雪飞、刘晓静、滕飞、刘在原、李方敏

3.专利:ZL202410493309.2,一种用于吸附铅和铜的磁性氢键有机框架材料及其制备方法与应用,发明人:毛雪飞、陈琳、李雪、兰冠宇

4.专利:ZL202220133068.7,一种直接进样电热蒸发原子光谱分析装置,发明人:毛雪飞、王春慧

5.专利:ZL2020111944568,一种基于风险熵的农产品安全评价方法与系统,发明人:陈志军

6.专利:ZL2022111613668,一种特征品质成分的识别方法、系统、设备及存储介质,发明人:陈志军、刘艳、钱永忠

7.学术专著:《新型原子阱光谱分析技术与食品安全应用》,中国农业出版社,2016年

8.学术专著:《食用农产品风险监测大数据平台构建—方法与实践》,中国农业科学技术出版社,2026

9.软件著作权:特色农产品特征品质数据库软件V1.0(2025SR2533855),2025

10.软件著作权:国家农产品质量安全信息监测平台数据分析系统V3.0(2018SR938992),2018

科研平台与实验条件

平台:

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农业农村部农产品质量安全检验测试中心

农业农村部农产品质量安全野外科学观测研究数据中心

科学仪器设备验证评价中心联合实验室

农业先进光谱与质谱仪器创新联合实验室

实验室核心仪器设备:

序号

仪器

型号

生产厂家

功能

1

电感耦合等离子体质谱仪

SUPEC 7000

谱育科技

用于农产品、土壤等样品中重金属、营养元素等多元素痕量/超痕量分析。

2

电感耦合等离子体质谱仪

7900

Agilent

用于农产品、土壤等样品中有害与有益元素的高灵敏多元素分析和同位素分析

3

电感耦合等离子体发射光谱仪

5100

Agilent

用于农产品、土壤、肥料等样品中常量及微量元素的快速多元素分析。

4

微波等离子体发射光谱仪

4200

Agilent

用于农业样品中金属及矿质元素的快速、多元素光谱分析。

5

原子荧光光谱仪

8230

吉天仪器

用于农产品及环境样品中砷、汞、硒等元素的高灵敏检测。

6

石墨炉原子吸收光谱仪

AA 800

PerkinElmer

用于农产品及农业环境样品中镉、铅等痕量重金属的精准定量分析。

7

高效液相色谱-原子荧光光谱联用仪

SA-50

吉天仪器

用于砷、汞、硒等元素不同化学形态的分离与定量,支撑元素形态、迁移转化及风险研究。

8

激光烧蚀微区分析系统

NWR213

Elemental Scientific

用于农产品、生物组织等样品中元素的原位微区分析与空间分布表征。

9

离子色谱仪

IC6210

皖仪

用于农业样品中阴、阳离子及相关离子组分的分离测定,支撑品质与环境分析。

10

流动注射分析仪

吉天仪器

用于土壤、水体及农业样品中氮、磷等指标的自动化快速分析。


11

红外碳硫分析仪

SES-802

赛恩思仪器

用于农产品、土壤等样品中碳、硫等元素组成分析,支撑营养品质与环境研究。

12

直接进样测汞仪

5E-HGT2321

开元弘盛

用于农产品及农业环境样品中总汞的直接快速测定,实现少前处理、绿色化分析。

13

直接进样测镉仪

开元弘盛

用于农产品中痕量镉的直接快速测定,支撑快速检测与质量安全监管。


14

凯氏定氮仪

K1160

海能仪器

用于农产品及食品中总氮和蛋白质含量测定,支撑农产品营养品质评价。

15

超级微波消解仪

SUPER 4000

SUPER TEK

用于复杂农业样品的高温高压快速消解,为痕量元素及多元素精准分析提供样品前处理。

16

微波消解仪

TOPEX+

屹尧科技

用于农产品、土壤、肥料等样品的快速消解,为元素分析提供标准化样品前处理。

实验室资质:


国家认监委资质认定证书

农业农村部机构考核证书 

合作交流与开放共享

团队与美国农业部农业研究局东部地区中心长期保持紧密的国际合作,主要聚焦于农产品质量安全领域的重金属快速检测技术研究。双方合作取得了多项高水平研究成果。团队合作在国际上首次揭示了介质阻挡放电(DBD)捕获、释放和传输砷元素的原子机理,为重金属现场快速检测技术奠定了重要理论基础。相关成果发表于美国化学协会期刊《分析化学》(Analytical Chemistry)。此外,双方还在汞的形态分析、砷化物的连续检测等方面开展了合作研究,涉及样品前处理技术与新型富集装置的开发,共合作发表SCI论文12篇。这些合作不仅推动了分析化学领域的技术创新,也有效提升了我国在农产品重金属检测领域的科研水平与国际影响力。

团队成员

骨干/助理

陈志军 副研究员 l 李雪 副研究员  l 刘国飞 副研究员  l 徐妍 助理研究员  l 刘艳 助理研究员  l 姚真真 工程师  l  兰冠宇 博士后  l  李鑫宇  助理  l  李子怡  助理