近日，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院“功能生物材料與分析新方法”研究團(tuán)隊(duì)與信息工程學(xué)院合作研究了在智能手機(jī)平臺(tái)上電致化學(xué)發(fā)光傳感器對(duì)呋喃西林的快速即時(shí)檢測(cè)，其研究成果《基于Ag+@UiO-66-NH2/CsPbBr3的智能手機(jī)平臺(tái)的可視化電致化學(xué)發(fā)光分子印跡傳感器用于呋喃西林的即時(shí)檢測(cè)》（A visual electrochemiluminescence molecularly imprinted sensor with Ag+@UiO-66-NH2decorated CsPbBr3perovskite based on smartphone for point-of-care detection of nitrofurazone,DOI:10.1016/j.cej.2021.132462）在化工領(lǐng)域國(guó)際權(quán)威期刊《Chemical Engineering Journal》（中科院一區(qū)TOP期刊，IF2020=13.273）上發(fā)表。
呋喃西林是一種廣譜抗生素，對(duì)大多數(shù)革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌、真菌和原蟲(chóng)等病原體均有殺滅作用，曾廣泛應(yīng)用于畜禽及水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，用以治療由大腸桿菌或沙門(mén)氏菌所引起的腸炎、疥瘡、潰瘍病等。由于其代謝物對(duì)人體有致癌、致畸作用，并與特定的病理狀態(tài)相關(guān)聯(lián)，因此對(duì)呋喃西林的痕量檢測(cè)十分重要。
該項(xiàng)研究基于智能手機(jī)讀取光學(xué)信號(hào)的原理，通過(guò)密度泛函理論計(jì)算，結(jié)合人工智能圖像識(shí)別算法，自主研發(fā)多色彩模式電致化學(xué)發(fā)光APP分析系統(tǒng)，成功構(gòu)建一種便攜式可視化電致化學(xué)發(fā)光分子印跡聚合物傳感系統(tǒng)（ECL-MIP）。在該系統(tǒng)中，鋰離子電池作為ECL的激發(fā)源，Ag+@UiO-66-NH2負(fù)載的CsPbBr3鈣鈦礦納米材料作為發(fā)光體，專(zhuān)用于呋喃西林的高靈敏檢測(cè)，在食品獸藥殘留和醫(yī)療臨床檢驗(yàn)方面具有一定的指導(dǎo)意義。
合作研制的多色彩模式電致化學(xué)發(fā)光APP分析系統(tǒng)在3分鐘內(nèi)便可完成呋喃西林獸藥殘留的檢測(cè)，簡(jiǎn)單、快捷、高效判斷獸藥殘留是否超標(biāo)，在保障食品安全方面發(fā)揮了重要作用，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
圖1基于便攜式智能手機(jī)ECL-MIP系統(tǒng)的Ag+@UiO-66-NH2/CsPbBr3/MIP/GCE的制備方法、機(jī)器學(xué)習(xí)和傳感應(yīng)用
本項(xiàng)研究充分融合化學(xué)理論和信息工程技術(shù)，打破學(xué)科壁壘與界限，積極探索化學(xué)、材料、人工智能、大數(shù)據(jù)等多學(xué)科間的交叉領(lǐng)域，促進(jìn)學(xué)校化學(xué)學(xué)科進(jìn)一步拓展視野，提升化學(xué)學(xué)科創(chuàng)新能力及競(jìng)爭(zhēng)力。理學(xué)院2019級(jí)生物資源化學(xué)專(zhuān)業(yè)碩士研究生何杰為論文第一作者，理學(xué)院饒含兵教授為論文的通訊作者。本項(xiàng)研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、四川省科技廳項(xiàng)目和四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)科建設(shè)雙支計(jì)劃的支持。
圖2基于ECL-MIP傳感器智能手機(jī)便攜式檢測(cè)系統(tǒng)
