《Food Chemistry》:Biomass cellulose-supported CuO-based molecularly imprinted photoelectrochemical sensing platform for highly sensitive and selective detection of lincomycin in food
林可霉素(LIN)是一种林可酰胺类抗生素,常用于兽医领域以对抗革兰氏阳性菌感染(Spizek & Rezanka, 2017)。由于其可能在可食用组织中积累,过度使用或停药期不当可能导致动物源食品中残留,从而对人类造成过敏反应和抗生素耐药性等风险(Izah et al., 2025; Okaiyeto et al., 2024; Xin et al., 2024)。目前已经建立了多种分析方法用于检测LIN。常见的分析技术包括高效液相色谱(HPLC)、表面增强拉曼光谱(SERS)和液相色谱-质谱联用(LC-MS)(Du et al., 2021; Shi et al., 2022; Stypulkowska et al., 2015)。然而,这些分析方法受到昂贵仪器、繁琐样品预处理程序以及需要熟练操作人员的限制(Gonzalez-Martin et al., 2023)。因此,开发低成本、高灵敏度、操作简便的新型LIN检测策略至关重要。
最近,出现了多种用于监测LIN残留的分析策略,包括比色法、电化学方法和电化学发光传感器(Li et al., 2022; Liu et al., 2021; Meng et al., 2026; Perfilova et al., 2026)。电化学传感器和比色法成本低廉,但往往灵敏度不足或检测范围狭窄。虽然电化学发光具有可调的电化学势和低背景干扰,但大多数报道的传感器存在试剂成本高和适配体储存稳定性差的问题。此外,光电化学(PEC)传感结合了光学和电化学分析的优点(Feng et al., 2024; Qiu & Tang, 2020; Yang et al., 2024)。自该方法开发以来,已在环境保护和资源管理领域取得显著进展(Dong et al., 2025)。PEC分析已在多个领域得到应用,尤其是在化学和生物测试中(Li, Wen et al., 2026)。
分子印迹聚合物(MIPs)是通过分子印迹技术制备的合成功能材料,能够实现对目标物质的特异性识别和选择性吸附(Farrokhnia et al., 2025; Haupt et al., 2020; Wang et al., 2026; Zou et al., 2026)。这些材料在电化学和光化学传感器的开发中得到广泛应用。将分子印迹技术集成到PEC传感平台中可以显著提高传感器的选择性,实现精确的分子识别。作为PEC传感器的一个重要分支,分子印迹光电化学(MIP-PEC)传感器已成功用于检测多种食源性污染物(Cao et al., 2025; Dashtian et al., 2022; Li, Zhang et al., 2026)。然而,关于其用于高选择性检测抗生素残留的应用报道仍然有限。
光活性材料在PEC检测中作为光电转换层,对将生物或化学相互作用转化为可测量的光电流信号起着关键作用(M. Li et al., 2019)。然而,单一组分材料通常光电转换效率不理想,难以满足高级分析的高灵敏度要求(Li et al., 2023)。合理设计和制备多功能复合材料可以有效弥补单一光活性材料的缺陷,实现性能的协同提升。因此,开发新型高功能光活性复合材料是推进PEC传感平台的关键研究方向。已经提出了一些有效的解决方案,如掺杂、金属装载和异质结构构建,以加速光生电子和空穴的分离(An et al., 2025; Fan et al., 2025; Zhan et al., 2025; Zhu et al., 2017)。其中,使用生物质纤维素作为CuO颗粒的载体被认为是一种特别有前景的策略。生物质纤维素具有可再生性、多孔结构和良好的生物相容性,为分散和稳定CuO纳米颗粒提供了理想的支架,从而增强光吸收和促进电荷转移(Zhou et al., 2022; Zhou et al., 2024)。这种复合设计不仅能提高光电转换效率,还符合绿色化学原则,使其在灵敏和可持续的PEC传感应用中具有吸引力。