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为解决食品中林可霉素(LIN)残留检测问题,研究人员开发基于分子印迹聚合物(MIP)的电化学传感器。采用电聚合技术,以 3 - 氨基苯硼酸为功能单体,结合金纳米颗粒(AuNPs),检测范围达 1.0×10-12–1.0×10-11M,适用于奶、果汁等样品,具绿色分析优势。
在食品安全领域,抗生素残留如同隐藏的 “健康杀手”,时刻威胁着人类的生命健康与生态平衡。林可霉素(LIN)作为一种广泛应用于兽医临床的林可酰胺类抗生素,虽抗菌效果显著,但其在食品中的残留却可能引发微生物耐药性、人体过敏反应及生态系统紊乱等一系列问题。传统的检测方法如高效液相色谱(HPLC)、气相色谱 / 质谱(GC/MS)等虽能实现低浓度残留分析,却面临设备昂贵、操作复杂、有机溶剂消耗大等困境,难以满足现场快速检测的需求。在此背景下,开发一种简便、灵敏、环保且具高度选择性的检测技术成为当务之急。
来自土耳其安卡拉大学的研究人员聚焦这一难题,开展了分子印迹聚合物(MIP)基电化学传感器检测食品中林可霉素的研究。相关成果发表在《Food Chemistry》,为食品中抗生素残留检测提供了新的技术路径。
研究人员主要采用以下关键技术方法:以玻碳电极(GCE)为基底,通过电聚合(EP)技术,以 3 - 氨基苯硼酸(3-APBA)为功能单体,结合苯胺(ANI)共聚提升导电性,引入金纳米颗粒(AuNPs)增大电极表面积与孔隙率,构建了 LIN/AuNPs/ANI@3-APBA/MIP/GCE 传感器。采用电化学阻抗谱(EIS)、循环伏安法(CV)及扫描电子显微镜(SEM)对传感器进行表征,并通过量子化学计算分析电极表面分子与电子水平的变化。实验选取牛奶、苹果汁、橙汁作为实际检测样本。
传感器性能表征与分析
通过扫描电子显微镜(SEM)观察传感器表面形貌,发现分子印迹聚合物(MIP)修饰的电极表面呈现出独特的多孔结构,而作为对照的非分子印迹聚合物(NIP)电极表面则相对平滑,直观体现了 MIP 对目标分子的特异性识别能力。
检测性能评估
在优化实验条件下,差分脉冲伏安法(DPV)和电化学阻抗谱(EIS)两种检测方法均展现出良好的线性范围,为 1.0×10-12–1.0×10-11M。选择性实验表明,即使存在 1000 倍过量的干扰物质,检测结果的相对标准偏差(RSD%)和回收率(Recovery%)仍保持在 97.35–109.9%(DPV)和 98.08–108.56%(EIS),相对选择性系数(k’)显示该传感器对 LIN 具有显著优于 NIP 传感器的选择性。
实际样品检测应用
将传感器应用于牛奶、苹果汁、橙汁等实际食品样品中林可霉素的检测,结果表明其能够准确测定样品中的 LIN 残留,验证了该传感器在复杂食品基质中的适用性与可靠性。
绿色分析评价
研究引入蓝色适用性等级指数(BAGI)、分析绿色度指标(AGREE)、分析绿色制备(AGREEprep)及分子印迹聚合物合成绿色评估工具(AGREEMIP),对检测方法的绿色属性进行全面评估,证实了该传感器在环境友好性方面的优势。
研究结论表明,所开发的 AuNPs 掺杂 MIP 基电化学传感器兼具高灵敏度、高选择性、良好的重现性与稳定性,成功实现了食品中林可霉素的精准检测。其创新点在于将苯胺与 3 - 氨基苯硼酸的优异导电性与分子印迹聚合物的特异性识别能力相结合,通过纳米材料的引入进一步提升检测性能,同时兼顾绿色分析理念。该研究不仅为林可霉素残留检测提供了一种高效、环保的新方法,也为分子印迹技术在食品检测领域的广泛应用奠定了基础,对保障食品安全、推动绿色分析化学发展具有重要的现实意义。