综述：水中氯物种的多重检测技术：挑战与未来展望——一篇简评

《Microchemical Journal》：Multiplex sensing of chlorine species in water: challenges and future perspectives: a mini-review

本研究开发了一种基于Ag/CuO纳米复合材料修饰的屏幕打印碳电极（SPE）的非酶电化学传感器，用于快速检测组胺。通过SEM、TEM、XRD、EDS和XPS表征证实，纳米级的Ag颗粒均匀分散在片状CuO上，形成协同效应，显著提升电子转移和催化活性。该传感器在30-1000 μM范围内呈现线性响应，检测限低至14.68 μM，并在葡萄酒和啤酒样本中验证了高准确性和重复性，为食品现场安全监测提供了实用解决方案。

　　本文介绍了一种基于银/氧化铜（Ag/CuO）纳米复合材料修饰的丝网印刷碳电极（SPE）的非酶电化学传感器，用于快速检测组胺。该传感器不仅成本低廉，而且具有良好的可重复性和实用性，适用于现场食品检测。组胺是一种常见的生物胺，广泛存在于发酵食品中，如奶酪、葡萄酒、啤酒以及发酵鱼和肉类中。它在人体内参与多种生理和病理过程，包括调节胃肠道和循环功能、控制炎症反应，以及执行多种脑功能和神经传导。然而，当人体摄入高浓度组胺时，可能导致组胺不耐受或中毒，引发头痛、高血压、心悸、腹泻、呕吐和黏膜灼伤等不良反应。因此，组胺的检测对于食品安全至关重要。

在食品生产和储存过程中，细菌的代谢活动会促进组胺的生成，而其浓度又直接影响食品的质量和安全性。因此，各国食品监管机构，如美国食品药品监督管理局（FDA）、欧盟（EU）和世界卫生组织（WHO），均制定了严格的组胺限量标准，以确保食品的安全性。例如，海鲜中的组胺浓度不得超过4.5×10?? M，肉类不得超过1.8×10?3至4.5×10?3 M，而饮料中的组胺浓度则不得超过1.8×10??至1.8×10?? M。这些标准的实施依赖于高效的检测手段，以确保食品在生产和流通过程中符合安全要求。

目前，已有多种方法用于组胺的检测，包括气相色谱-质谱联用（GC–MS）、薄层色谱（TLC）、高效液相色谱（HPLC）、比色法和酶联免疫吸附测定（ELISA）。然而，这些方法通常需要复杂的样品预处理、较长的分析时间以及较高的操作成本，限制了其在实际应用中的广泛推广。相比之下，电化学方法因其低成本、操作简便、响应速度快和高灵敏度等优点，成为一种极具潜力的替代方案。组胺能够在电极表面发生氧化反应，因此电化学传感器是检测其浓度的有效工具。

氧化铜（CuO）作为一种重要的非酶电化学传感器材料，具有许多优良的物理化学性质，如p型半导体特性、窄带隙（约1.2 eV）、高比表面积、良好的化学稳定性和较低的电位下高效的电子转移能力。这些特性使得CuO在电化学传感领域具有广阔的应用前景。此外，CuO还被广泛用于电池、超级电容器和晶体管等器件的制造，以及水处理中的重金属和有机污染物去除。然而，在某些情况下，组胺与活性材料之间的相互作用可能会影响传感器的性能。为解决这一问题，研究者们尝试将贵金属纳米颗粒引入CuO基材料中，以提升其催化活性和电子转移效率。其中，银纳米颗粒（Ag）因其优异的导电性、催化活性和化学稳定性，成为传感器开发中的热门选择。

银纳米颗粒不仅在电化学传感中表现出色，还被用于染料降解等环境治理过程。其纳米尺度的特性赋予了它较高的表面积与体积比，从而增强了电子转移和催化性能，使其在电化学检测中具有显著优势。将Ag纳米颗粒与CuO结合，可以产生协同效应，如增加吸附位点、加速电子转移和改善催化行为。这些改进能够显著提升传感器的灵敏度、信号响应和检测可靠性，使其在食品检测等实际应用中更具优势。

本研究提出了一种新颖的Ag/CuO纳米复合材料修饰的SPE传感器，旨在开发一种低成本、简单、无毒且可重复使用的非酶电化学组胺检测平台。通过电位法，如循环伏安法（CV）和差分脉冲伏安法（DPV），对组胺在Ag/CuO-SPE上的电化学行为进行了详细研究。实验结果表明，该传感器在30–100 μM和100–1000 μM范围内表现出良好的线性检测范围，并且其检测限达到了14.68 μM。为了验证其实际应用价值，研究者还利用该传感器对葡萄酒和啤酒样品中的组胺进行了检测，结果显示出高准确性和可重复性。这一方法为现场食品检测提供了一种便捷且高效的解决方案。

在材料合成和表征方面，研究团队使用了多种先进的分析技术，如扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、能量色散X射线光谱（EDS）和X射线光电子能谱（XPS）。这些技术共同揭示了所制备材料的形态、结构和化学组成。研究表明，合成的CuO材料呈现出片状结构，且Ag纳米颗粒在CuO表面均匀分布，粒径约为5 nm。XRD分析进一步确认了CuO-syn和Ag/CuO-syn材料均具有单斜晶系结构，而XPS结果则表明Ag/CuO-syn材料中吸附氧物种的数量有所增加，这可能与其更高的催化活性有关。

在实际应用方面，该传感器的检测结果不仅符合食品安全标准，还展示了其在复杂样品中的适用性。葡萄酒和啤酒作为常见的发酵饮料，其组胺含量可能因储存条件和原料来源而有所不同。通过将该传感器应用于这些样品，研究团队成功实现了组胺的快速、准确检测，进一步验证了其在食品检测领域的实用性。此外，该传感器的可重复性和稳定性也为大规模生产和现场应用提供了可能。

本研究的创新点在于首次将Ag/CuO纳米复合材料应用于SPE的修饰，并构建了一种适用于现场食品检测的低成本、无酶电化学传感器。相比于以往的电化学组胺检测方法，该传感器在操作简便性、检测速度和成本效益方面具有明显优势。同时，其高灵敏度和良好的线性范围使其能够适用于不同浓度水平的组胺检测，满足多样化的检测需求。

该研究的成果不仅有助于提高食品安全检测的效率，也为开发新型电化学传感器提供了理论依据和技术支持。未来，这种基于Ag/CuO纳米复合材料的传感器有望在更多领域得到应用，如环境监测、医药检测和生物分析等。此外，随着纳米材料合成技术的不断进步，进一步优化Ag/CuO纳米复合材料的结构和性能，可能会带来更高效的组胺检测方法。

在实验方法方面，本研究采用了一种系统性的合成和表征流程，以确保材料的高质量和传感器的可靠性。首先，通过化学沉淀法合成了CuO纳米材料，并进一步引入银纳米颗粒以形成Ag/CuO纳米复合材料。随后，利用SEM和TEM观察材料的表面形貌，确认其纳米结构和均匀分布特性。XRD分析用于确定材料的晶体结构，而EDS和XPS则用于分析其化学组成和表面氧化状态。这些表征手段为后续的电化学性能评估提供了坚实的基础。

在电化学性能测试中，研究团队采用了CV和DPV方法，以研究组胺在Ag/CuO-SPE上的氧化行为。实验结果表明，Ag纳米颗粒的引入显著提升了CuO的电化学性能，使其在较低电位下表现出更高的电子转移效率和催化活性。这不仅有助于提高检测灵敏度，还能够减少检测所需的电位范围，从而提高传感器的稳定性和使用寿命。此外，Ag/CuO-SPE在不同浓度组胺下的响应信号显示出良好的线性关系，这为定量分析提供了可靠依据。

在实际应用测试中，该传感器被用于检测葡萄酒和啤酒样品中的组胺含量。实验结果表明，该传感器在实际样品中表现出高准确性和可重复性，能够有效区分不同浓度的组胺，并且对样品中的其他成分具有良好的抗干扰能力。这一结果充分证明了该传感器在复杂样品中的适用性，为食品工业中组胺的现场检测提供了新的工具。

综上所述，本文提出了一种基于Ag/CuO纳米复合材料的非酶电化学传感器，用于快速检测组胺。该传感器不仅具备低成本、可重复使用和操作简便等优点，还表现出优异的检测性能，包括高灵敏度、宽检测范围和良好的实际应用能力。通过本研究，我们进一步认识到纳米材料在电化学传感器中的巨大潜力，也为食品安全检测提供了新的思路和方法。未来，随着材料科学和电化学技术的不断发展，这种传感器有望在更多领域得到应用，并为保障公众健康和食品安全做出更大贡献。