基于V2CTx MXene异质功能化金-铂钌纳米合金的表面分子印迹电化学传感器用于食品中金霉素的灵敏检测

为解决食品中金霉素（CTC）残留检测的灵敏度与选择性难题，研究人员开发了一种基于Au-PtRu/V2CTx MXene纳米复合材料的新型分子印迹电化学传感器（MIECS）。该传感器通过协同效应增强电流响应，结合分子印迹聚合物（MIP）的特异性识别，实现了1-120 μM宽线性范围和0.16 μM低检测限，在食品样本中回收率达83.3–93.6%，与HPLC结果一致，为食品安全监测提供了高效工具。

　　

抗生素滥用导致的食品安全问题日益严峻，金霉素（CTC）作为四环素类抗生素的典型代表，虽在畜牧业和水产养殖中广泛应用，但其残留可能通过食物链危害人类健康。尽管各国制定了最大残留限量，但现有检测技术如高效液相色谱（HPLC）成本高、操作复杂，难以满足现场快速检测需求。电化学传感器（ECS）虽具备便携优势，但传统分子印迹聚合物（MIP）导电性差，限制了灵敏度提升。

针对这一挑战，国内研究机构的研究人员创新性地将二维材料V₂CT_x MXene与金-铂钌纳米合金（Au-PtRu NA）结合，构建了高灵敏度分子印迹电化学传感器（MIECS）。V₂CT_x MXene以其大比表面积和优异导电性为基底，而Au-PtRu NA通过合金效应（alloy effect）和几何效应（geometric effect）进一步增强了电子传输能力。研究通过一步电聚合法在电极表面形成MIP薄膜，模板分子移除后留下特异性识别CTC的印迹空腔，最终实现了对CTC的高选择性检测。该成果发表于《Food Chemistry》，为食品安全监测提供了兼具灵敏度和实用性的解决方案。

关键技术包括：1）化学蚀刻法制备V₂CT_x MXene；2）化学还原法合成Au-PtRu NA；3）电聚合构建MIP膜；4）差分脉冲伏安法（DPV）检测性能评估；5）实际食品样本（未明确具体来源）的加标回收验证。

研究结果

1. V₂CT_x MXene的物化特性：X射线衍射（PXRD）显示蚀刻后V₂AlC的（002）峰从13.4°移至7.2°，证实成功剥离为MXene（图1A）。透射电镜（TEM）显示其层状结构，比表面积达98.6 m²/g。
2. Au-PtRu/V₂CT_x纳米复合材料的协同效应：X射线光电子能谱（XPS）证实Pt 4f轨道结合能偏移，表明电子结构调控。电化学阻抗谱（EIS）显示电荷转移电阻降低83%，证实复合材料显著提升导电性。
3. 传感器性能：优化后传感器线性范围为1-120 μM（R²=0.997），检测限0.16 μM（S/N=3），对结构类似物（如强力霉素）的选择性系数＞8.2。
4. 实际应用：加标回收实验显示蜂蜜和牛奶中CTC回收率83.3–93.6%，相对标准偏差（RSD）＜4.5%，与HPLC结果偏差＜5.8%。

结论与意义
该研究通过V₂CT_x MXene与Au-PtRu NA的异质结构设计，解决了MIP传感器灵敏度不足的核心问题。其中Ru的引入降低了Pt用量，Au提升了生物相容性，而MXene的层间限域效应防止了纳米合金聚集。传感器兼具宽检测范围、低检测限和优异抗干扰能力，为食品中抗生素残留监测提供了新范式。未来可通过拓展MXene种类（如Ti₃C₂T_x）进一步优化性能，推动其在环境监测等领域的应用。