基于铁有机框架锚定石墨棒电极的新型电化学传感平台用于噻虫嗪超灵敏检测

本研究针对新烟碱类农药噻虫嗪(TMX)残留检测难题，开发了铁金属有机框架(Fe-MOF)修饰石墨棒(GRP)的自支撑电极Fe/BPDCA@GRP/MOF。通过一步溶剂热法构建的"麦粒状"结构电极具有0.0054 cm2电活性面积和258.83 μA μM?1 cm?2灵敏度，实现5-100 μM线性检测范围及3.44 nM超低检测限，在橙汁样品中回收率达98.7%-103.2%，为农药残留监测提供了经济便携的解决方案。

　　

在农业生产中，新烟碱类农药噻虫嗪(TMX)的广泛使用带来了严重的环境和食品安全隐患。这种杀虫剂不仅会通过土壤渗透污染水源，还能在农产品中残留，欧盟规定其在蜂蜜和牛奶中的最大残留限量为0.05 mg/kg，而印度对茄子等作物的限量标准为0.3-0.5 mg/kg。传统检测方法如高效液相色谱(HPLC)和质谱(MS)虽然准确，但设备昂贵、操作复杂，难以满足基层快速检测需求。面对这一挑战，King Faisal University的研究团队创新性地开发了一种基于铁金属有机框架(Fe-MOF)修饰石墨棒的自支撑电极，为TMX检测提供了经济高效的解决方案，相关成果发表在《Innovative Food Science》上。

研究团队采用溶剂热法一步合成"麦粒状"Fe/BPDCA@GRP/MOF复合电极，通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征化学结构，电化学测试优化检测条件，并实际应用于橙汁样品分析。这种创新设计避免了传统电极修饰的复杂工序，直接以石墨棒作为工作电极基底。

【结果与讨论】部分显示，该电极具有三大优势：首先，独特的孔道结构提供了0.0054 cm²的大电活性面积；其次，Fe-MOF与石墨的协同作用产生258.83 μA μM^?1 cm^?2的高灵敏度；最后，在pH 7的磷酸盐缓冲液中，对TMX的线性检测范围达5-100 μM，检测限低至3.44 nM。交叉实验证实，电极对黄嘌呤、抗坏血酸等常见干扰物具有优异选择性。

【结论】部分强调，这项研究首次实现了MOF-石墨棒自支撑电极在农药检测中的应用。相比文献报道的纳米银修饰玻碳电极（检测限0.1 μM），新方法灵敏度提升近30倍。实际样品测试中，橙汁加标回收率98.7%-103.2%，与色谱法结果相当。这种免修饰、即用型电极不仅降低了检测成本，其便携性更适用于现场快速筛查，为食品安全监管提供了新工具。

特别值得注意的是，研究团队通过调控Fe-MOF的配体2,2′-联吡啶-4,4′-二甲酸(BPDCA)，在石墨表面构建了类似麦穗的多孔结构，这种仿生设计大幅提升了TMX分子的吸附效率。电化学阻抗谱(EIS)证实，复合电极的电荷转移电阻显著降低，这是实现超灵敏检测的关键。该成果为发展新一代环境友好型传感器提供了重要参考。