農產品是人們的主要食物來源之一，農藥的科學合理使用可以預防植物病害、提高產量并促進農業(yè)經濟發(fā)展。然而，盲目追求經濟效益和非標準化濫用農藥對食品安全不負責任，嚴重危害人類健康。噻苯達唑（TBZ）是一種廣泛使用的苯并咪唑類殺菌劑，常用于水果和蔬菜的保鮮。由于過度使用，TBZ會在農作物上殘留或流入農田徑流中。TBZ具有較長的殘留期，不僅對環(huán)境造成持續(xù)有害影響，還會損害人類的腎臟和肝臟，嚴重時甚至可能致癌。美國環(huán)保署（EPA）已將TBZ列為致癌物。中國食品安全國家標準（GB 2763–2021）規(guī)定了土豆、橙子和葡萄中TBZ的最大殘留限量分別為15 mg/kg、10 mg/kg和5 mg/kg。食品基質的復雜性和TBZ的痕量殘留是限制TBZ檢測方法發(fā)展的關鍵因素。
因此，開發(fā)一種簡單、高效、高靈敏度的TBZ檢測方法是必要的。電化學發(fā)光（ECL）是電化學和化學發(fā)光的最佳結合，ECL信號通常在ECL發(fā)光體在電化學反應中返回到基態(tài)時獲得。ECL不需要外部光源干預，可以有效避免背景信號干擾，大大提高分析靈敏度。通過調整電壓范圍，可以精確控制ECL發(fā)光體與其他物質之間的氧化還原反應和電子轉移，ECL在食品安全檢測領域顯示出巨大潛力。
研究內容
圖1. MIP/MMOF@g-C3N4/L-Aas/MGCE制備示意圖
圖2. TEM照片
圖3. 傅里葉紅外吸收譜及VSM曲線
制備與表征：通過在Fe3O4表面修飾磺酸基團（-SO3H）吸引Co2+，啟動ZIF-67（MMOF）的生長，并將石墨型碳氮化物納米片（g-C3N4）摻入MMOF中，制備了磁性ECL發(fā)光體（MMOF@g-C3N4）。利用Fe3O4的超順磁性將MMOF@g-C3N4固定在磁性玻璃碳電極（MGCE）表面，增強了ECL系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可重復使用性。抗壞血酸鈉（L-Aas）作為共反應加速劑，進一步增強了ECL強度。以TBZ為模板分子，鄰苯二胺（oPD）和間苯二酚（RS）為雙功能單體，制備的分子印跡聚合物（MIP）含有更多的印跡位點，增強了吸附性能。
圖4. MIP/MMOF@g-C3N4/L-Aas/MGCE的ECL響應行為
ECL響應行為：研究了制備材料和傳感器的ECL響應，評估其ECL性能。結果表明，MMOF@g-C3N4/L-Aas/MGCE在K2S2O8體系中展現(xiàn)出顯著的ECL強度，表明g-C3N4的加入顯著提高了ECL性能。L-Aas的加入進一步增強了ECL強度。MIP修飾的MMOF@g-C3N4/L-Aas/MGCE在TBZ洗脫后ECL強度增加，表明印跡位點的形成促進了ECL反應。TBZ重新結合后，ECL強度降低，表明MIP對TBZ具有特異性識別能力。
圖5. MIP/MMOF@g-C3N4/L-Aas/MGCE的選擇性、穩(wěn)定性、重現(xiàn)性和可重用性
選擇性、穩(wěn)定性、重現(xiàn)性和可重復使用性：MIP/MMOF@g-C3N4/L-Aas/MGCE對TBZ具有良好的選擇性，即使在存在其他類似物和干擾物的情況下，仍能特異性識別TBZ。該傳感器在100小時內表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，ECL強度變化小，相對標準偏差（RSD）低。九個相同方法制備的傳感器的ECL強度RSD為2.76%，顯示出良好的重現(xiàn)性。經過六次洗脫-重結合循環(huán)后，ECL強度仍保持80.3%，表明該傳感器具有滿意的可重復使用性。
本文通過在Fe3O4表面修飾磺酸基團吸引Co2+，啟動ZIF-67的生長，并將g-C3N4摻入反應體系中，構建了MMOF@g-C3N4。利用Fe3O4的超順磁性將MMOF@g-C3N4固定在MGCE上，克服了傳統(tǒng)固定方法的缺陷。L-Aas作為共反應加速劑，顯著提高了ECL反應速率和強度。針對傳統(tǒng)MIP的不足，選擇oPD和RS作為雙功能單體，制備了MIP。構建的MIP/MMOF@g-C3N4/L-Aas/MGCE表現(xiàn)出良好的性能，實現(xiàn)了對食品中TBZ殘留的特異性和靈敏檢測。該研究為改進ECL傳感界面的固定模式和建立食品中有害物質的檢測方法提供了新的思路。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.135915
來源：微生物安全與健康網(wǎng)，作者~占英。
