基于分子印迹聚合与金属卟啉的光纤探针技术用于牛奶中三聚氰胺的高灵敏检测

针对牛奶中三聚氰胺（melamine）污染引发的健康风险，研究人员开发了两种TiO2 纳米颗粒修饰的光纤探针：分子印迹聚合物（MIP）涂层探针和卟啉（porphyrin）涂层探针。MIP探针展现高选择性（灵敏度0.363 nm/mM），而卟啉探针灵敏度达1.643 nm/mM（提升4.5倍），两者检测限（LOD）为1.128 mM，响应时间仅4–8秒。该技术为食品安全监测提供了快速、低成本且可远程操作的解决方案。

　　

牛奶中的三聚氰胺（melamine）曾引发多起食品安全事件，其与氰尿酸结合形成的晶体可导致肾衰竭。传统检测方法如高效液相色谱（HPLC）和质谱成本高且耗时，难以实现实时监测。为此，印度阿拉哈巴大学的研究团队在《Optical Fiber Technology》发表研究，开发了两种基于TiO₂
纳米颗粒的光纤探针：一种通过分子印迹聚合物（MIP）实现特异性识别，另一种利用金属卟啉（metalloporphyrin）增强光信号，最终实现了三聚氰胺的高灵敏、快速检测。

关键技术方法
研究采用溶胶-凝胶法（sol-gel）合成TiO₂
纳米颗粒，通过多模光纤（600 μm芯径）构建传感平台。MIP探针以三聚氰胺为模板分子，结合甲基丙烯酸（MAA）和乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）聚合；卟啉探针通过吡咯环与金属离子配位修饰。检测通过紫外-可见光谱分析波长位移，评估灵敏度、选择性及响应时间。

研究结果

选择性测试
MIP探针对三聚氰胺的响应显著高于尿素、抗坏血酸等干扰物，归因于其特异性结合腔；卟啉探针因π-电子相互作用灵敏度更高（1.643 nm/mM），但选择性稍弱。

结论与意义
MIP探针（0.363 nm/mM）适合高选择性需求场景，而卟啉探针（1.643 nm/mM）适用于高灵敏度检测。两者LOD为1.128 mM，响应时间4–8秒，优于传统方法。该研究为食品安全监测提供了新型光纤传感策略，兼具低成本、便携和实时优势。作者Jyoti等人特别感谢印度科技部（DST SERB CRG/2020/005593）的资助支持。