设计了一种基于Nd?MgMoO?双钙钛矿插层f-MWCNTs的电化学传感器，用于高选择性检测食品和环境基质中的氯霉素

《Journal of Water Process Engineering》：Engineering a Nd 2MgMoO 6 double perovskite intercalated f-MWCNTs-based electrochemical sensor for highly selective detection of chloramphenicol in food and environmental matrices

氯霉素（CAP）残留检测开发了一种基于Nd?MgMoO?双钙钛矿与功能化多壁碳纳米管（f-MWCNTs）的纳米复合材料传感器，通过协同效应提升电催化性能，实现10-220 nM线性检测范围和0.0705 nM超低检测限，在牛奶、蜂蜜、饮用水及河水等复杂基质中均表现出高灵敏度和抗干扰能力，兼具低成本与便携性优势。

　　氯霉素（Chloramphenicol, CAP）是一种广谱抗生素，能够有效抑制蛋白质合成，广泛用于治疗多种细菌感染，包括霍乱、鼠疫、结膜炎、动物和人类皮肤感染以及伤寒等。然而，由于其在环境中的持久性以及可能引发抗药性的风险，氯霉素的存在对生态环境和人类健康构成了潜在威胁。为了应对这一问题，科学家们开发了一种新型的生物相容性和成本效益高的纳米复合传感器，该传感器采用钕镁钼酸双钙钛矿（Nd?MgMoO?）与功能化多壁碳纳米管（f-MWCNTs）结合的方式。这种材料的组合不仅提升了传感器的性能，还为氯霉素的检测提供了新的解决方案。

该传感器的设计基于材料科学中的协同效应原理。Nd?MgMoO?双钙钛矿颗粒提供了丰富的活性位点，这些位点可以促进氧化还原反应的发生。而功能化多壁碳纳米管则因其高比表面积和优异的电子转移能力，成为提升传感器性能的重要组成部分。通过将这两种材料结合，科学家们构建了一种新型的纳米复合材料，这种材料在氯霉素检测过程中表现出卓越的催化性能。其优势在于能够显著提升传感器的灵敏度、选择性和稳定性，同时还能有效降低检测限，使其能够在极低浓度下准确识别氯霉素的存在。

在实际应用中，这种传感器被成功用于检测氯霉素在牛奶、蜂蜜、自来水以及河水等环境和食品样品中的残留。实验结果显示，该传感器在这些复杂基质中仍能保持较高的检测精度和可靠性，且具有良好的回收率。这一结果表明，该传感器不仅适用于实验室环境，也具备在实际现场进行快速、实时监测的能力。由于其成本低廉、结构轻便，该传感器能够克服传统实验室检测方法的局限性，使得氯霉素的检测更加便捷和高效。

氯霉素在自然界中主要来源于微生物，如链霉菌（Streptomyces venezuelensis）等。然而，由于其化学合成的便利性，氯霉素在农业、兽医和制药领域得到了广泛应用。这种广泛应用虽然在一定程度上满足了医疗和生产需求，但也带来了环境和健康方面的风险。长期和过量使用氯霉素可能导致人体和动物的中毒反应，包括骨髓毒性、贫血、白血病以及灰婴综合征等。因此，许多国家和地区，包括美国、欧盟、中国和瑞士，已经采取措施限制氯霉素在农业中的使用，以减少其对生态系统和人类健康的潜在危害。

在环境科学领域，氯霉素的持久性使其能够在水体中积累，并通过生物富集作用影响水生生物。这种积累不仅会对水生生态系统造成破坏，还会对微生物群落施加选择压力，从而促进抗药性基因的传播。抗药性基因的传播是当前全球公共卫生面临的重大挑战之一，因为它可能导致多种病原体对常用抗生素产生抗药性，进而影响人类和动物的健康。因此，开发一种高效、快速且经济的检测方法对于监控氯霉素在环境和食品中的残留至关重要。

为了满足这一需求，科学家们探索了多种分析技术。传统的检测方法如高效液相色谱（HPLC）、液相色谱（LC）和酶联免疫吸附测定（ELISA）虽然在实验室环境中应用广泛，但它们存在诸多限制，包括成本高昂、操作复杂以及需要专业设备和技术人员。因此，研究者们将目光转向了电化学方法，这类方法以其快速反应时间、低成本、高选择性和灵敏度而受到关注。电化学传感器的开发不仅有助于提高检测效率，还能够降低对环境和资源的依赖，使其成为一种可持续的检测手段。

电化学传感器的性能在很大程度上依赖于电极修饰材料的选择。近年来，科学家们广泛研究了多种电极修饰材料，包括纳米材料、金属有机框架、钙钛矿、双钙钛矿、金属氧化物和双金属复合材料等。其中，双钙钛矿因其高导电性、可调的氧化还原行为以及优异的电荷转移能力而成为电化学传感领域的重要研究方向。双钙钛矿的结构由两个不同的过渡金属元素占据B位，而A位则可以容纳稀土或碱土金属元素。这种结构设计赋予了双钙钛矿更大的灵活性和更广泛的应用前景。

Nd?MgMoO?是一种新型的双钙钛矿材料，近年来因其优异的表面交换能力和快速的氧离子转移特性而受到关注。该材料在电化学传感领域展现出良好的应用潜力，特别是在提高传感器的催化性能方面。通过将Nd?MgMoO?与功能化多壁碳纳米管结合，科学家们构建了一种新型的纳米复合材料，这种材料在氯霉素检测中表现出显著的提升。其优势在于能够同时利用Nd?MgMoO?的催化性能和f-MWCNTs的高导电性与大比表面积，从而提高传感器的整体性能。

在本研究中，科学家们采用了一种两步法来合成Nd?MgMoO?/f-MWCNTs电极修饰材料。该方法通过简单的搅拌和超声处理技术，实现了材料的高效合成。合成后的Nd?MgMoO?与f-MWCNTs通过超声处理进行结合，形成了稳定的纳米复合结构。为了验证该材料的性能，研究者们使用了多种表征技术，包括X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线光电子能谱（XPS）和透射电子显微镜（TEM）等。这些技术能够全面分析材料的结构和形貌，为后续的电化学性能研究提供基础。

在电化学性能研究方面，研究者们采用了循环伏安法（CV）和线性扫描伏安法（LSV）等技术。这些技术能够有效评估传感器的电催化性能，包括其对氯霉素的响应能力。实验结果显示，Nd?MgMoO?/f-MWCNTs纳米复合材料在氯霉素检测中表现出显著的电化学活性。其检测范围为10至220纳摩尔，检测限低至0.0705纳摩尔，这表明该传感器具有极高的灵敏度。此外，该传感器在复杂基质中仍能保持良好的选择性和稳定性，能够有效排除其他可能的干扰物质，从而提高检测的准确性。

为了进一步验证该传感器的实用性，研究者们将其应用于多种食品和环境样品的检测。实验结果显示，该传感器在牛奶、蜂蜜、自来水和河水等样品中均能准确检测氯霉素的存在，且具有较高的回收率。这一结果表明，该传感器不仅适用于实验室环境，也具备在实际现场进行快速检测的能力。由于其成本低廉、结构轻便，该传感器能够克服传统实验室检测方法的局限性，使得氯霉素的检测更加便捷和高效。

在实际应用中，氯霉素的检测不仅需要高灵敏度，还需要良好的选择性。这使得电化学传感器在食品和环境监测中的应用显得尤为重要。通过使用Nd?MgMoO?/f-MWCNTs纳米复合材料，研究者们构建了一种新型的电化学检测平台，该平台能够满足食品安全部门和环境监测领域对氯霉素检测的特殊需求。此外，该传感器的结构和性能也使其成为一种可持续的检测手段，能够减少对昂贵设备和专业技术人员的依赖，提高检测的可及性和普及性。

本研究的成果不仅为氯霉素的检测提供了新的解决方案，还为电化学传感器的设计和开发提供了理论依据和技术支持。通过将Nd?MgMoO?与f-MWCNTs结合，研究者们实现了材料性能的优化，使得传感器在复杂基质中仍能保持较高的检测精度。这一研究结果表明，Nd?MgMoO?/f-MWCNTs纳米复合材料具有广阔的应用前景，不仅适用于氯霉素的检测，还可能在其他抗生素或环境污染物的检测中发挥重要作用。

此外，本研究还强调了材料科学在解决环境和健康问题中的重要性。通过开发新型的纳米复合材料，研究者们不仅提高了传感器的性能，还推动了电化学检测技术的发展。这种技术的进步对于提高检测效率、降低成本以及增强检测的可及性具有重要意义。未来，随着材料科学和电化学技术的不断发展，类似的纳米复合传感器有望在更多领域得到应用，为环境保护和人类健康提供有力支持。

总之，本研究通过合成Nd?MgMoO?/f-MWCNTs纳米复合材料，构建了一种高效、快速且经济的电化学传感器，用于氯霉素的检测。该传感器在多种食品和环境样品中表现出良好的性能，能够准确检测氯霉素的存在，同时具备较高的选择性和稳定性。其应用不仅满足了食品安全部门和环境监测领域的需求，还为电化学检测技术的发展提供了新的思路和方向。未来，随着技术的不断进步和材料的进一步优化，这种传感器有望在更广泛的领域中得到应用，为环境保护和人类健康做出更大的贡献。