一石三鸟：兼具MIP装饰功能的MOF/COF混合纳米平台，用于多功能PEC传感、吸附以及漆酚的光催化降解

《Food Chemistry》：Three-birds-with-one-stone: MIP-decorated MOF/COF hybrid nanoplatform for multifunctional PEC sensing, adsorption, and photocatalytic degradation of patulin

　　

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  开发了一种经过MIP改性的MOF/COF混合纳米平台，该平台集成了PEC传感、吸附和光催化降解功能。
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  通过改善光吸收和电荷分离，MOF/COF混合材料增强了光电流。
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  MIP层提供了高选择性。
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  该平台实现了超灵敏的PAT检测和高效的吸附-光催化降解。

引言

霉菌毒素对全球人类和动物健康构成严重威胁。其中，patulin（PAT）是一种有毒的次级代谢产物，由Aspergillus和Penicillium等真菌产生，经常污染发霉的水果，尤其是苹果，并导致水果从外到内的腐烂（Diao et al., 2019; Garnier et al., 2017; Li et al., 2017）。PAT污染不仅造成巨大的经济损失，还对人体健康构成严重风险，影响遗传、免疫、肝脏、肾脏、肠道和皮肤系统（Mei et al., 2018）。传统的PAT检测方法，包括高效液相色谱（HPLC）和液相色谱-质谱（LC-MS），具有高准确性（Qin et al., 2024; Tao et al., 2024）。然而，基于色谱的方法通常需要昂贵的仪器、专业的操作人员以及复杂的样品处理过程。因此，开发具有高灵敏度和可靠性的快速PAT检测方法十分迫切。

近年来，电化学方法因其高灵敏度和快速性而成为PAT快速检测的有前景的方法（B. Hu et al., 2024; B. Hu et al., 2026; Yang et al., 2025）。然而，现有的基于纳米材料的传感器在识别毒素后无法消除其毒性，存在二次污染的风险（Min et al., 2025; Zhang et al., 2026）。为了实现纳米材料的自清洁和再生，人们开发了多功能平台。例如，Lin等人设计了一种双功能FeCo基MOF纳米酶，将黄曲霉毒素B1的比色识别与其Fenton介导的消除相结合；而Wang等人构建了一种利用过氧化物酶模拟活性的Z-scheme TATP/TCPP-Fe纳米酶，实现了对黄曲霉毒素B1的同时检测和降解（Hasanvand et al., 2024; Lin et al., 2024; Wang et al., 2026）。尽管取得了这些进展，但目前尚未有报道能够同时检测和去除PAT的多功能平台。此外，针对食品中有害物质的特定策略仍然较少（B. Hu et al., 2025; Liang et al., 2025）。因此，亟需开发能够协同整合快速检测和可靠降解PAT的多功能纳米平台。

光电化学（PEC）技术基于光活性材料，通过光激发的电子-空穴对将光激励转化为电信号，从而实现对目标分析物的敏感和定量检测（Yi et al., 2020; H. Zheng et al., 2020）。同时，光活性材料在光照下能生成高氧化性的活性氧物质，有效降解污染物如PAT（Hasanvand et al., 2024; Qiu et al., 2024）。通过将检测和降解功能集成在一个系统中，PEC技术为污染物监测和修复提供了有力平台（Bai et al., 2017; C. Hu et al., 2023; M. Zheng et al., 2025）。金属有机框架（MOFs）和共价有机框架（COFs）因其大表面积、高结晶度以及优异的热稳定性和化学稳定性而在环境催化和传感领域受到了广泛关注（Chen et al., 2015; Patil et al., 2023）。最近，MOF/COF复合材料成功用于构建多功能平台，以实现环境污染物（包括抗生素和重金属离子）的同时检测和去除（Hasija et al., 2022; Niu et al., 2022; Skorjanc et al., 2021; Xu et al., 2021; Yu et al., 2024）。然而，这些材料在复杂食品基质中的分子选择性不足限制了其性能。分子印迹聚合物（MIPs）提供了特定的识别位点，是提高选择性的有效策略（Ling et al., 2024）。然而，针对食品污染物进行集成检测-吸附-降解的MIP改性MOF/COF平台研究较少，这代表了食品安全控制的一个有前景的方向。

为了解决这些问题，开发了一种经过MIP修饰的MOF/COF复合材料（MIP/NH₂-MIL-125/2,3-Dha Tph），作为用于PEC传感、吸附和催化降解PAT的多功能纳米平台。该多功能纳米平台的示意图如方案1所示。NH₂-MIL-125/2,3-Dha Tph混合材料作为光活性材料，通过溶剂热法制备，然后在其表面沉积MIP层以获得高选择性和灵敏度。系统研究了MIP/NH₂-MIL-125/2,3-Dha Tph多功能平台对PAT的PEC传感、吸附和催化降解行为，并阐明了其背后的机制。据我们所知，这是首次尝试使用MIP修饰的MOF/COF复合材料来构建这种多功能纳米平台。

节片段

化学试剂

N、N-二甲基甲酰胺、5,10,15,20-四（4-氨基苯基）-2-吲哚酮、6-羟基烟酸、四丁基钛酸盐、PAT、赭曲霉毒素A、四乙基硅酸盐（TEOS）、3-氨基丙基三乙氧基硅烷和异丙醇购自Aladdin Industrial Corporation（中国上海）。2,3-二羟基苯甲醛、邻二氯苯、2-氨基对苯二甲酸、黄曲霉毒素B1、玉米赤霉酮、苯醌和氨溶液来自上海McLean Biochemical Technology Co., Ltd.（中国上海）。所有

MIP/NH₂-MIL-125/2,3-Dha Tph的合成与表征

NH₂-MIL-125/2,3-Dha Tph混合材料通过溶剂热法合成（方案1A）。为了实现对PAT的特异性识别，使用计算机模拟筛选了虚拟模板分子。如图S1和表S1所示，oxindle和6-HNA与PAT的相似度较高（分别为0.972354和0.948496），但两者都保留了一些未匹配的PAT原子和键。它们的组合结构（Oxindle/6-HNA）更好地弥补了这些差异，实现了最高的整体相似度，因此被选为

结论

在这项工作中，通过在NH₂-MIL-125/2,3-Dha Tph表面形成MIP层，创新设计了MIP/NH₂-MIL-125/2,3-Dha Tph复合材料，并基于该复合材料构建了一个用于PEC传感、吸附和催化降解PAT的多功能纳米平台。所提出的PEC传感器展现了高选择性、出色的抗干扰性能、良好的重复性和稳定性。其在实际样品中的可行性得到了验证，

CRediT作者贡献声明

Wenyan Yan：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、概念化。Shuyue Li：撰写——初稿、数据管理、概念化。Baoqing Bai：撰写——审阅与编辑。Ying Zhang：撰写——审阅与编辑。Jinhua Zhang：撰写——审阅与编辑。Tao Bo：撰写——审阅与编辑。Qinghua Wang：撰写——审阅与编辑。Ying Gu：撰写——审阅与编辑。Yukun Yang：撰写——审阅与编辑、项目管理、概念化。Shuo Wang：撰写——

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。

致谢

本工作得到了中央政府引导地方科学技术发展基金项目（编号：YDZJSX2025D009）、山西省基础研究计划（自由探索）（编号：202403021222017）和国家自然科学基金（编号：32072301）的财政支持。作者感谢SCl-GO的Weihong Chu（www.sci-go.com）提供的SEM和TEM分析支持。

Wenyan Yan|Shuyue Li|Baoqing Bai|Ying Zhang|Jinhua Zhang|Tao Bo|Qinghua Wang|Ying Gu|Yukun Yang|Shuo Wang