近日，我室温桂清教授团队在双功能表面分子印迹共价有机框架（MICOF）纳米催化探针和痕量抗生素共振瑞利散射（RRS）光谱分析研究领域取得突破性进展。相关成果以Anew molecularly imprinted nanocatalytic probe for RRS determination of traceenrofloxacin based on covalent organic framework polymer为题，发表在国际顶级期刊Journalof Colloid and Interface Science（中科院SCI一区TOP期刊，IF=9.4）上。该论文的第一作者为2023级博士研究生黎晶晶，通讯作者为温桂清教授、博导，我校为论文唯一通讯单位。
恩诺沙星（ENR）作为第三代喹诺酮类抗菌药物的典型代表，由于其价格低廉、抗菌谱广、抗菌活性强、性能稳定等特点，已广泛应用于预防和治疗人类和动物的一些感染性疾病，但不合理的使用会导致其残留物进入食物链和环境，对生态系统和人类健康构成潜在威胁。因此，建立快速、准确、高选择性、高灵敏的恩诺沙星检测方法具有重要意义。以甲基丙烯酸、多巴胺等功能单体合成的表面分子印迹聚合物（SMIP）是一种低廉、易行、普适性、高选择性的传感识别元件。本研究团队已创新性地合成了一批双功能SMIP纳米催化探针，构建报道了一系列新的SMIP-RRS光谱分析方法。
为进一步开拓纳米表面分子印迹催化探针合成新技术，本课题采用共价有机框架（COF）合成新方法，以钯纳米颗粒（PdNP）为纳米基质，以三醛基间苯三酚和对苯二胺为COF单体，ENR为模板分子，首次合成了双功能COF表面分子印迹纳米催化探针（Pd@MICOF）。该探针结合了共价有机框架（COF）材料的高表面积和钯纳米颗粒的优异催化性能，不仅能够特异性识别ENR，还能高效催化酒石酸铜-葡萄糖这一新的RRS指示反应，生成具有强烈RRS信号的氧化亚铜（Cu2O）纳米颗粒。通过精准的分子印迹位点实现了对ENR分子的特异性识别（Figure 1），这种创新的设计进一步通过阻断催化反应位点来抑制纳米催化活性，形成独特的信号变化机制，为痕量ENR检测提供了理论基础和技术支撑。此外，研究了催化反应机制（Figure2），明确了ENR分子与探针间的氢键、π-π作用和静电相互作用可阻抑催化活性位点，降低Cu2O纳米颗粒的生成速度，进而显著降低RRS强度。这一机制的阐明为探针在复杂环境样品中的高选择性检测提供了保障。该方法实现了对ENR的高灵敏检测，其线性范围为0.01-1.5 nM，检测限低至0.008 nM ENR，显著优于目前报道的传统检测方法。本研究开发的纳米催化探针-RRS分析平台对其他喹诺酮类抗生素如诺氟沙星、环丙沙星等同样具有优异的适用性，展示了良好的普适性。该研究开创了一种新的Pd@MICOF-RRS分析策略，具有高灵敏度、高选择性和普适性，为环境污染物监测和公共健康保障提供了一种新的分析技术。
Figure1 RRS/Abs determination of ENR by means ofPd@TpPaENR catalyzing GLreductionof CuSO4 to form Cu2Onanoparticles.
Figure 2 Catalytic mechanism of ENR-Pd@TpPaENR
论文及补充数据可见以下网址：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021979724028625
文、图\温桂清 黎晶晶
审 核\宿程远
