《Foods》：A High-Performance Fe@N-S-O-C Nanocomposite-Based Electrochemical Sensor for Dopamine Detection in Pork Samples
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监测猪肉中多巴胺（DA）可为评估肉类新鲜度与品质劣变提供有用信息。研究人员通过沉淀法结合煅烧工艺，以三聚氰胺和硫酸亚铁为前驱体制备了Fe@N-S-O-C纳米复合材料作为电极修饰剂用于DA测定。该纳米复合材料经X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、扫
监测猪肉中多巴胺（DA）可为评估肉类新鲜度与品质劣变提供有用信息。研究人员通过沉淀法结合煅烧工艺，以三聚氰胺和硫酸亚铁为前驱体制备了Fe@N-S-O-C纳米复合材料作为电极修饰剂用于DA测定。该纳米复合材料经X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对晶体结构、表面化学组成及形貌进行表征。将Fe@N-S-O-C修饰玻碳电极（Fe@N-S-O-C/GCE）用于评估其对DA的电催化性能。在优化条件（pH 6.0）下，该传感器对DA在1–65 μM和65–220 μM范围内呈线性响应，两区间灵敏度分别为4.357和1.685 μA μM?1 cm?2，检出限（LOD）为40 nM。此外，Fe@N-S-O-C/GCE表现出优异的重现性、良好重复性及对抗常见共存物质的强抗干扰能力。同一电极存储30天后仍保留82.74%的初始电流响应。在猪肉样品中验证了传感器的实际适用性，加标回收率为95.97–106.73%。上述结果表明Fe@N-S-O-C/GCE传感器为复杂食品基质中DA检测提供了可靠有效的平台。
研究背景方面，多巴胺（DA，一种儿茶酚胺类神经递质）参与中枢神经系统中记忆、认知与运动协调等神经过程，其稳态失衡与抑郁症、帕金森病等多种神经精神障碍相关。除临床意义外，DA测定在食品分析中亦受关注，既往研究报道了畜禽生产中非法使用DA促进瘦肉生长及其在可食组织中的残留风险。生理DA浓度通常处于亚微摩尔水平，亟需高灵敏、高准确的分析方法。高效液相色谱（HPLC）、质谱及光学方法虽精度高，但设备昂贵、样品前处理繁琐且难以实时监测；电化学传感器因响应快、灵敏度高、成本低、易微型化而备受青睐，但共存的抗坏血酸（AA）等高浓度同电位物质构成主要干扰。铁基纳米材料丰度高、低毒且具优良电子转移特性，Fe2+/Fe3+可逆氧化还原赋予其类过氧化物酶及电催化活性；将铁物种与杂原子（N、S）掺杂碳骨架及含氧表面基团集成，可调控电子结构并促进目标分子吸附。该研究发表于《Foods》，旨在构建无酶电化学DA传感器并验证其在猪肉基质中的适用性。
主要关键技术方法包括：以三聚氰胺和硫酸亚铁为前驱体经甲醇/水体系中沉淀、真空干燥后于氩气氛围900 ℃煅烧2 h制备Fe@N-S-O-C纳米复合材料；采用XRD、XPS、SEM、TEM表征物相与形貌；将纳米复合材料与Nafion分散于异丙醇-水混合液，滴涂于3 mm玻碳电极（GCE）构建Fe@N-S-O-C/GCE；以CHI660E工作站三电极体系开展循环伏安（CV）、差分脉冲伏安（DPV）、计时库仑法（CC）及电化学阻抗谱（EIS）；猪肉样品购自成都狮岭农贸市场，经磷酸盐缓冲液匀浆、1 M ZnCl2沉淀蛋白、离心及0.22 μm滤膜过滤后上机。
研究结果部分，3.1节通过XRD确认材料含金属Fe、γ′-Fe4N、六方FeS、Fe3O4及渗碳体C0.09Fe1.91；XPS证实表面存在Fe0/Fe2+/Fe3+、吡啶氮/吡咯氮/石墨氮/氧化氮、C-N/C-S/C-O、Fe-S键及-C-O-S-等多元化学态；SEM/TEM显示褶皱片层上负载纳米颗粒的多孔松散结构，元素均匀分布，晶格条纹对应Fe3O4(440)等晶面，表明成功合成目标纳米杂化物。3.2节EIS显示修饰电极电荷转移电阻（Rct）由裸GCE的128.65 Ω降至23.31 Ω；CV中DA氧化峰由裸电极0.55 V/0.66 μA移至0.28 V/14.25 μA（提升约21倍），还原峰电流提升约44倍；按Randles–Sevcik方程算得电化学活性面积（ECSA）由0.089 cm2增至1.11 cm2；Laviron分析得电子转移系数α≈0.46、电子数n≈2，峰电流与v1/2线性证明扩散控制机制。3.3节DPV考察pH 4.0–7.0，Epa与pH线性斜率?55.6 mV/pH，推得质子/电子比≈0.94，结合n≈2认定DA经两电子两质子氧化为多色多巴胺醌；pH 6.0时阳极峰电流最大故选为最优；修饰液浓度6–16 mg mL?1间14.0 mg mL?1响应最佳，过量致膜致密化信号下降。3.4节CC按Anson方程算得DA扩散系数D=7.67×10?7 cm2 s?1；DPV在1–65 μM（灵敏度4.357 μA μM?1 cm?2，R2=0.9891）与65–220 μM（1.685 μA μM?1 cm?2，R2=0.9939）双段线性，LOD=40 nM（3σ/S）；同电极6次连续DPV的RSD=2.5%，3支独立电极RSD=3.8%，30天存留82.74%电流；100倍浓度（2 mM）金属离子与生物分子（AA、UA、Glu、His、Phe、NA、BPA、Ser、FA、Tyr）干扰可忽略。3.5节猪肉样品加标5、20、200 μM，DPV回收率95.97–106.73%。
讨论与结论部分，研究人员指出该工作成功以沉淀-煅烧法制备Fe@N-S-O-C纳米复合材料，构建无酶Fe@N-S-O-C/GCE传感器，在pH 6.0下实现1–220 μM双段线性、40 nM检出限，具备高重现性、重复性、30天稳定性及强抗干扰性，猪肉加标回收满意。局限在于仅以实验室玻碳电极验证，未集成便携器件；未来需面向可便携电化学平台及更宽食品基质验证。总体而言，该工作为DA检测提供了有效平台，展示了铁基纳米复合材料在电化学传感与食品安全分析中的潜力。
