在食品安全立體防護(hù)體系中，農(nóng)藥殘留檢測(cè)是核心安全屏障。廣譜殺菌劑多菌靈（Carbendazim，簡稱 CBZ）雖能顯著提升作物產(chǎn)量，但其化學(xué)穩(wěn)定性導(dǎo)致的環(huán)境持久殘留問題不容忽視。殘留物通過農(nóng)作物吸收與土壤沉積進(jìn)入食物鏈，經(jīng)生物富集后可能干擾人體生殖系統(tǒng)，影響胚胎發(fā)育。當(dāng)前技術(shù)瓶頸在于復(fù)雜基質(zhì)中痕量殘留的現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室方法難以滿足田間及物流場(chǎng)景的即時(shí)需求，因此開發(fā)便攜式檢測(cè)裝備、構(gòu)建“采樣-分析-預(yù)警”一體化機(jī)制成為破解監(jiān)管難題的關(guān)鍵，通過技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)檢測(cè)端口前移，方能在風(fēng)險(xiǎn)萌芽期筑牢安全防線。
近日，湖北大學(xué)健康科學(xué)與工程學(xué)院食品化學(xué)團(tuán)隊(duì)在《Food Chemistry》（IF = 8.5，中科院一區(qū)）發(fā)表題為“Scalable one-step fabrication of integrated electrode arrays for highly sensitive and portable carbendazim detection”的研究論文（Food Chem. 2025, 472, 142906），論文第一作者為劉凌波博士，通訊作者為郝俊興博士和吳康兵教授。該研究創(chuàng)新性地研制出基于鈷基共軛配位聚合物（CoCCPs）和羧基化單壁碳納米管（c-SWNTs）的集成電極陣列傳感器，為多菌靈殘留的現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)提供了兼具靈敏度與便攜性的技術(shù)解決方案。
該傳感器創(chuàng)新制備工藝分為兩個(gè)核心技術(shù)環(huán)節(jié)：（1）通過溶劑熱反應(yīng)，以月桂酸鈷為金屬源，在c-SWNTs表面原位生長CoCCPs。羧基與CoCCPs間形成的Co-O共價(jià)鍵，確保了Co基電活性材料在碳納米管表面的均勻負(fù)載與強(qiáng)結(jié)合力，有效防止團(tuán)聚與脫落，為傳感器界面提供優(yōu)異的機(jī)械穩(wěn)定性。（2）采用模板輔助的真空抽濾法，一步實(shí)現(xiàn)CoCCPs@c-SWNTs復(fù)合材料基集成電極陣列的批量制備。經(jīng)系統(tǒng)物理及化學(xué)表征，該集成電極陣列展現(xiàn)出出色的導(dǎo)電性能、電化學(xué)響應(yīng)及機(jī)械穩(wěn)定性，為多菌靈現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)提供了可靠的硬件基礎(chǔ)。
在食品農(nóng)殘檢測(cè)實(shí)際應(yīng)用中，該集成電極陣列展現(xiàn)出優(yōu)異的傳感性能：對(duì)多菌靈的檢測(cè)線性范圍為0.01-4.0 μM，最低檢出限達(dá)1.9 nM，實(shí)現(xiàn)了食品中痕量農(nóng)殘的準(zhǔn)確定量。此外，該電化學(xué)傳感器在重復(fù)性、重現(xiàn)性及長期穩(wěn)定性方面均表現(xiàn)出色，相應(yīng)響應(yīng)信號(hào)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于5%。通過草莓、茶葉等典型食品樣本的實(shí)測(cè)對(duì)比，該電化學(xué)傳感器與高效液相色譜（HPLC）法的檢測(cè)結(jié)果相對(duì)誤差小于5%，充分驗(yàn)證了該定量方法的準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)，該陣列在不同食品基質(zhì)中均能穩(wěn)定發(fā)揮檢測(cè)效能，表現(xiàn)出良好的環(huán)境適應(yīng)性和抗基質(zhì)干擾能力，為復(fù)雜食品體系中多菌靈殘留的現(xiàn)場(chǎng)快速篩查提供了可靠的技術(shù)支撐。
該集成式電化學(xué)傳感器還具備產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：（1）其制備工藝兼具簡單性與可擴(kuò)展性，為規(guī)模化生產(chǎn)及成本控制提供了技術(shù)基礎(chǔ)；（2）設(shè)備便攜特性與現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)需求高度匹配，可靈活部署于食品供應(yīng)鏈的采收、加工、流通等關(guān)鍵環(huán)節(jié)；（3）抗干擾性測(cè)試表明，常見食品污染物與其他農(nóng)藥共存時(shí)，對(duì)多菌靈檢測(cè)信號(hào)無顯著干擾，保障了復(fù)雜樣本檢測(cè)的可靠性。這項(xiàng)技術(shù)不僅為食品中多菌靈殘留檢測(cè)提供了高效便捷的檢測(cè)工具，更展現(xiàn)出從實(shí)驗(yàn)室到應(yīng)用場(chǎng)景的轉(zhuǎn)化潛力，有望通過技術(shù)迭代推動(dòng)食品檢測(cè)領(lǐng)域發(fā)展，為公眾飲食安全構(gòu)建更嚴(yán)密的技術(shù)屏障。
