计算机辅助设计Poly(DES)@MIL-101-NH2(Cr)印迹策略：高效选择性去除薏苡仁中的玉米赤霉烯酮

针对食品中玉米赤霉烯酮(ZEN)污染难题，研究人员通过密度泛函理论(DFT)辅助设计，合成新型Poly(DES)@MIL-101-NH2(Cr)印迹材料，结合固相萃取(SPE)-高效液相色谱(HPLC)技术，实现薏苡仁中ZEN的高效选择性去除（回收率93.99%，检测限0.0146 mg/L），为食品痕量污染物去除提供绿色解决方案。

　　

玉米赤霉烯酮(ZEN)是镰刀菌产生的真菌毒素，广泛污染谷物和中药材，其雌激素活性和致癌性严重威胁人类健康。尽管各国制定了严格的限量标准，但传统检测方法如液相色谱-质谱(LC-MS)存在前处理复杂、成本高等问题，而常规吸附材料对复杂基质中痕量ZEN的选择性不足。针对这一挑战，中国研究人员在《Food Chemistry》发表研究，通过计算机辅助设计开发出新型Poly(DES)@MIL-101-NH₂(Cr)印迹材料，为食品安全监测提供创新方案。

研究采用密度泛函理论(DFT)预测模板分子与深共熔溶剂(DES)最佳比例，通过表面印迹技术合成复合材料，结合静电势(ESP)和独立梯度模型(IGMH)阐明吸附机制。以薏苡仁为实际样本，建立SPE-HPLC联用分析方法。

设计合成DES
通过丙烯酸-甜菜碱不同摩尔比(1:2-1:4)制备DES，1:3比例体系黏度适中且氢键网络稳定，FT-IR证实氢键形成。

材料表征
BET测试显示Poly(DES)@MIL-101-NH₂(Cr)比表面积达1280 m²/g，孔径分布3.8 nm，XPS证明Cr-N配位键成功构建。

吸附性能
DES引入使吸附容量提升3.2倍(82.47 mg/g)，吸附过程符合伪二级动力学，DFT计算揭示DES中羧基与ZEN酚羟基形成强氢键(-28.6 kJ/mol)。

实际应用
SPE-HPLC方法对薏苡仁中ZEN回收率达93.99%，检测限0.0146 mg/L，显著优于国标方法，材料重复使用5次后效率仍保持90%以上。

该研究创新性地将DFT计算与DES-MOF复合材料设计相结合，解决了传统分子印迹聚合物(MIPs)结合位点包埋、选择性差的问题。Poly(DES)@MIL-101-NH₂(Cr)兼具MOFs的高比表面积和DES的多重氢键作用，为复杂基质中痕量污染物的精准去除提供了范式。研究成果不仅对ZEN污染控制具有实用价值，其计算机辅助设计策略还可推广至其他食品安全风险因子的定向清除，对推动绿色分析化学发展具有重要意义。