便携式双模式传感阵列结合比率荧光与比色法用于四环素类抗生素的现场快速鉴别

针对四环素类抗生素(TCs)结构相似导致的鉴别难题，研究团队开发了基于Mg,N-CDs/MOFs的比率荧光-比色双模式传感阵列，通过Mg,N-CDs/MOF-5、Mg,N-CDs/Eu-MOFs和Mg,N-CDs/Eu-MOFs@Rh-6G三通道探针实现TCs的荧光比率信号与肉眼可见颜色变化（蓝→绿/红，黄→红），结合3D打印便携平台与LDA/HCA算法，为食品安全与环境监测提供高灵敏度、低成本现场检测方案。

　　

论文解读

抗生素滥用引发的公共卫生危机正持续发酵，其中四环素类抗生素（TCs）作为全球使用量第二的抗生素，在医疗、农业和畜牧业中被广泛使用。这类化合物具有高度相似的化学结构，却可能引发过敏反应、细菌耐药性以及肝毒性等不同健康风险。更棘手的是，传统检测方法如高效液相色谱-质谱联用（HPLC/MS）虽精度高，但存在设备昂贵、操作复杂等问题，难以满足现场快速检测需求。面对这一挑战，中国湖北省科技发展专项资助的研究团队在《Analytica Chimica Acta》发表了一项突破性成果——通过创新设计双模式传感阵列，实现了TCs的便携式精准鉴别。

研究团队采用多通道比率荧光探针合成技术，结合3D打印设备开发，构建了集成化检测平台。关键技术包括：1）基于镁氮共掺杂碳点（Mg,N-CDs）与金属有机框架（MOFs）的复合探针制备；2）比率荧光信号与RGB比色数据的双模态采集；3）线性判别分析（LDA）和层次聚类分析（HCA）算法模型构建。

研究结果

1. 材料与试剂
   选用EuCl₃·6H₂O、柠檬酸等原料合成三种探针：Mg,N-CDs/MOF-5（自然光下白色/紫外下蓝色）、Mg,N-CDs/Eu-MOFs（淡黄色/红色）和Mg,N-CDs/Eu-MOFs@Rh-6G（橙红色/黄色）。

2. 传感单元制备与表征
   如图1(A)所示，三种探针在TCs作用下呈现特异性荧光变化：Mg,N-CDs/MOF-5（蓝→绿）、Mg,N-CDs/Eu-MOFs（蓝→红）、Mg,N-CDs/Eu-MOFs@Rh-6G（黄→红），肉眼可辨的颜色变化为现场检测提供直观依据。

3. 双模式检测性能
   该阵列对TC、OTC、CTC等六种TCs的检测限达0.1 μM，灵敏度较传统比色法提升10倍。便携平台通过智能手机采集荧光颜色RGB值，经LDA分析可准确区分TCs混合物。

结论与意义
这项研究首创性地将比率荧光与比色法优势融合：1）通过Mg,N-CDs与MOFs的协同作用实现信号放大；2）3D打印平台使实验室技术走向现场应用；3）双模式设计既保障了专业检测的准确性（HCA分类准确率>95%），又满足了非专业人员快速判读需求。该成果为抗生素环境残留监测提供了革命性工具，在食品安全、临床用药监管等领域具有广阔应用前景。

（注：所有专业术语如MOFs（金属有机框架）、LDA（线性判别分析）等均按原文格式保留大小写及上下标）