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2024年12月13日，湖南工业大学生命科学与化学学院李广利副教授团队创新开发了基于AuNP和UiO-66 MOF双重封装黑磷纳米片（AuNP/UiO-66@BPNS）的分子印迹聚合物电化学传感平台，成功实现了血清、牛奶和废水样品中痕量氧氟沙星（OFL）的选择性测定。相关成果以“A highly stable voltammetric sensor for trace ofloxacin determination coupling molecularly imprinting film with AuNP and UiO-66 MOF dual-encapsulated black phosphorus nanosheets”发表在材料科学领域国际知名期刊《Materials Today Chemistry》（中科院二区，IF = 6.7）上。湖南工业大学生物医学工程硕士生王添羽为第一作者，李广利副教授为论文通讯作者。
成果简介
氧氟沙星（OFL）是一种人工合成的喹诺酮类抗生素，具有广泛的抗菌谱和优异的抗菌活性，常用于肺炎、尿路感染、慢性支气管炎以及某些性传播疾病的治疗。然而，由于OFL在人体内无法完全降解和代谢，65%-80%的OFL会通过粪便和尿液进入环境，并导致水体和土壤污染，成为潜在的健康隐患。最近的一些研究已经表明，OFL残留常在地表水、医院废水和城市污水中检出。因此，亟需开发一种高效可靠的分析方法，以用于复杂基质中的痕量OFL的检测。
本研究创新采用了AuNP和UiO-66 MOF对BPNS进行双重包覆（AuNP/UiO-66@BPNSs），并以此为基底构建了用于OFL选择性检测的分子印迹电化学传感平台，实现了在血清、牛奶和废水中痕量OFL的检测。本研究的主要创新点在于利用了Zr4+与BPNS的强配位相互作用，在BPNS表面原位生成UiO-66 MOF（第一重封装）；进一步在其表面电沉积AuNPs，通过AuNP与未被封装的或封装泄露BPNS的螯合作用进行第二重封装。AuNP和UiO-66 MOF对BPNS的双层包覆不仅提高了BPNS的稳定性并缓解了BPNS的堆叠问题，还可提供更大的表面积以容纳更多的印迹位点。MIP/AuNP/UiO-66@BPNS/GCE在两个宽的浓度范围（0.001−0.5 μM；0.5−5.0 μM）内对OFL进行线性响应，具有高的灵敏度（377.24 μA μM−1; 11.638 μA μM−1）和低的检测限（0.15 nM）。使用两个月后，MIP/AuNP/UiO-66@BPNS/GCE仍可后维持85.92%的初始响应峰电流，并能实现牛奶、血清、废水等复杂基质中OFL的准确测定。
研究亮点
高稳定的电化学传感器选择性测定OFL。
无标记分子印迹电化学传感器。
AuNP和UiO-66 MOF双重封装BPNS。
宽的线性范围（0.001−0.5 μM和0.5 - 5.0 μM），低的LOD（0.15 nM），高的灵敏度（377.24 μA μM−1和11.638 μA μM−1）和良好的稳定性（60天）。
高灵敏度检测血清、牛奶和废水中OFL含量。
图文赏析
研究结论
本研究以AuNP/UiO-66@BPNS为基底构筑高稳定、高选择分子印迹电化学传感平台，成功实现血清、牛奶和废水中痕量OFL的测定。本研究在BPNS表面原位双重包覆UiO-66 MOF 和AuNP，不仅在有效保护BPNS的同时尽可能避免了BPNS的堆叠，还可提供大的表面积以容纳更多的OFL印迹位点。在最佳的检测条件下，AuNP/UiO-66@BPNS/GCE具有宽的线性响应范围（0.001−0.5 μM；0.5−5.0 μM）、低的LOD（0.15 nM）和良好的灵敏度（377.24 μA μM−1；11.638 μA μM−1）。此外，MIP/AuNP/UiO-66@BPNS/GCE对常见干扰物表现出较强的抗干扰能力，并能维持稳健的响应信号长达2个月。MIP/AuNP/UiO-66@BPNS/GCE实现了对血清、牛奶和废水中OFL的选择性识别和可靠测定。且在实际样品中的检测灵敏度与在PBS中高度一致。MIP/AuNP/UiO-66@BPNSs具有良好的灵敏度、选择性和稳定性，在氟喹诺酮类药物的痕量测定中具有良好的应用前景。未来，我们计划将MIP/AuNP/UiO-66@BPNSs集成到一次性电极阵列中，建立基于智能手机的氟喹诺酮类药物现场分析平台。
原文链接
相关成果
Li G. et al. Ultrasensitive, label-free voltammetric determination of norfloxacin based on molecularly imprinted polymers and Au nanoparticle-functionalized black phosphorus nanosheet nanocomposite, Journal of Hazardous Materials, 436 (2022) 129107.（中科院一区TOP，ESI热点&高被引）
Li G. et al. Highly stable electrochemical sensing platform for the selective determination of pefloxacin in food samples based on a molecularly imprinted-polymer-coated gold nanoparticle/black phosphorus nanocomposite, Food Chemistry, 436 (2024) 137753.（中科院一区TOP，ESI热点&高被引）
Li G. et al. Molecularly imprinted polypyrrole film-coated poly(3,4-ethylene dioxythiophene):polystyrene sulfonate-functionalized black phosphorene for the selective and robust detection of norfloxacin, Materials Today Chemistry, 26 (2022) 101043. （中科院二区，ESI热点&高被引）
Li G. et al. Efficient voltammetric platform combining a molecularly imprinted polymer and silver-nanoparticle-decorated black phosphorus nanosheets for selective determination of Gatifloxacin, Food Chemistry: X, 25 (2025) 102094（中科院一区TOP）
Li G. et al. A highly stable voltammetric sensor for trace ofloxacin determination coupling molecularly imprinting film with AuNP and UiO-66 MOF dual-encapsulated black phosphorus nanosheets, Materials Today Chemistry, 43 (2025) 102468（中科院二区）
作者简介
第一作者：王添羽，男，湖南工业大学生命科学与化学学院生物医学工程2022级硕士研究生（导师为李广利副教授）。曾荣获研究生国家奖学金和湖南工业大学学业二等奖学金。主要研究方向为MOF分子印迹电化学传感器，以第一作者在Materials Today Chemistry、Microchemical Journal等国际知名期刊上发表SCI论文3篇，其中ESI热点&高被引论文1篇。
通讯作者：李广利，副教授，硕士生导师，副教授，湖南省优秀青年基金获得者，2023-2024入选全球前2%顶尖科学家榜单。武汉大学物理化学专业硕博连读，获理学博士学位。2017年1月，进入湖南工业大学生命科学与化学学院工作，现任学科建设与发展规划处副处长（挂职）。曾荣获“亚辉龙”奖教金（科研育人奖）、湖南工业大学精英人才、株洲市D类高层次人才、株洲市优秀共产党员和湖南省青年骨干教师等荣誉。主要从事电化学与生物医学前沿交叉研究，主要研究方向包括无创脑-机接口电极和生物电化学传感与检测。近五年，主持国家自然科学基金面上项目和青年项目、湖南省自然科学基金优秀青年项目等科研项目10余项。以第一作者或通讯作者在SmartMat、Journal of Hazardous Materials、Food Chemistry、Sensors and Actuators B: Chemical等国际知名期刊发表SCI论文60余篇，其中ESI热点论文6篇，ESI高被引论文16篇。总被引6100余次，H指数50，2篇论文获IOP出版社高被引论文奖。获湖南省自然科学奖三等奖和湖南省高等教育教学成果奖二等奖各1项，获评2024年湖南省生物医学工程学会青年人才奖。担任中国生物医学工程学会医学神经工程分会委员、湖南省生物医学工程学会常务理事，兼任Brain-X和Exploration等期刊青年编委以及Advanced Functional Materials、Journal of Materials Chemistry A、Food Chemistry等60余个国际SCI期刊审稿专家。
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