基于分子印迹聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/MXene修饰石墨烯丝网印刷电极的电化学传感器用于土霉素高灵敏检测

本研究针对动物源性食品及环境中土霉素(OXY)残留检测成本高、操作复杂的问题，开发了一种基于分子印迹聚合物(MIP)和MXene纳米材料修饰的石墨烯丝网印刷电极(SPE)电化学传感器。通过优化EDOT电聚合参数和MXene掺杂工艺，实现了10?10 mol/L的检测限，在牛奶样品中回收率达91-104%，为抗生素残留现场检测提供了经济高效的解决方案。

　　

抗生素滥用导致的残留问题已成为全球公共卫生挑战。土霉素(OXY)作为四环素类抗生素的典型代表，在畜牧养殖业中广泛应用，其残留物通过食物链进入人体后可能引发过敏反应、毒性副作用及抗生素耐药性。传统检测方法如高效液相色谱(HPLC)、液相色谱-质谱联用(LC-MS)虽准确但设备昂贵，而常规电化学传感器又面临选择性不足的瓶颈。

针对这一技术难题，国外研究团队在《Microchemical Journal》发表创新成果，将分子印迹技术(MIP)与二维材料MXene相结合，开发出高性能电化学传感器。研究采用电聚合方法在石墨烯修饰的丝网印刷电极(SPE)表面构建聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(PEDOT)印迹层，通过引入Ti₃C₂T_x MXene增强导电性和比表面积，实现了土霉素的高选择性识别与超灵敏检测。

关键技术包括：1) 石墨烯-SPE基底制备与MXene掺杂优化；2) 以EDOT为单体、OXY为模板的电聚合工艺；3) 扫描电镜(SEM)和能谱(EDX)表征材料形貌；4) 循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)评估电化学性能；5) 实际样品(牛奶)加标回收验证。

SEM表征结果显示：原始石墨烯-SPE呈现褶皱片层结构(图2A)，MXene掺杂后的MIP膜形成均匀多孔结构(图2C)，模板洗脱后暴露出大量印迹空腔(图2D)，为靶分子识别提供位点。

电化学测试证实：优化后的传感器对OXY检测限达0.1 nmol/L，线性范围跨越6个数量级(10^?10-10^?4 mol/L)，且能有效区分结构类似物如四环素(TC)和阿莫西林(AMX)。

实际应用中，该传感器在复杂基质牛奶中表现出91-104%的回收率，验证了其抗干扰能力和可靠性。

这项研究通过创新性地整合MIP技术与MXene材料优势，突破了传统电化学传感器的选择性瓶颈。其重要意义在于：1) 开发出可批量生产的便携式检测平台；2) 检测灵敏度达到色谱级水平；3) 为其他抗生素残留检测提供技术范式。作者Houcine Barhoumi团队特别指出，该方法较传统色谱分析成本降低90%以上，且单个检测可在10分钟内完成，非常适合现场快速筛查。未来通过优化MXene与其他二维材料的复合策略，有望进一步提升传感器在更复杂基质中的稳定性。