背景介绍
文章亮点
1. 详细介绍了纳米材料的类型和特点，以及含氟纳米材料检测抗生素的方法，如荧光碳点、比色法和表面增强拉曼散射等检测方法；
2. 概述了抗生素检测前，各种样品前处理方法的优缺点以及氟在传感器开发过程中的作用
3. 总结了含氟色谱固定相的发展及部分纳米材料制备及应用过程中面对的挑战。
内容介绍
1 含氟纳米材料在抗生素检测中的应用
1.1 基于纳米材料的抗生素检测传感器
由于不同的纳米材料其形态和尺寸不同，因此具有不同的有益性能。抗生素检测采用的纳米材料类型如下：0D材料包括纳米团簇、纳米颗粒和量子点；1D材料包括纳米线、纳米管和纳米棒；2D材料包括纳米片和纳米膜[8]。
随着纳米生物技术的发展，电化学（EC）传感器和荧光（FL）传感器是目前最常见的抗生素检测传感器，用于EC和FL的LD纳米材料如图2所示，其共同特点是响应速度快、操作方便、便携性好、检测限低[8]（表1）。Ju等[14]发现了一种具有高度选择性和敏感性的羟基功能化的含锌金属有机骨架（MOFs）荧光探针并制备了相应的便携式检测试纸条，可用于水、牛奶和土壤中柳氮磺胺吡啶残留的检测以及磺胺吡啶的实时检测，如图3所示。
1.2 氟的作用
用于开发生物传感器的电极材料需要具有优异的性能，如具有活性位点，避免电子转移障碍的优良载体，与生物分子结合的大表面积，法医样品和电极材料等。有研究表明，双金属纳米颗粒对生物传感平台的发展具有优异的光学、电子和催化性能[26-28]。2 拉曼检测
一般来说，传统拉曼光谱灵敏度低，很多结构信息不易获得[3]。可以通过借助一些特殊制备的金属导体，比如金属等离子体、磁性纳米颗粒等，增强吸附分子的拉曼散射信号，克服上述缺点。这种现象被称为SERS效应[34]，其卓越的分子特异性和基底材料的高灵敏度使之成为各个领域的宝贵工具，主要包括病原体检测、癌症诊断和乳制品中抗生素的鉴定[35-37]。事实上，SERS是拉曼光谱的衍生物，可以通过借助常见的纳米材料基板金（Au）和银（Ag）纳米颗粒来增强拉曼光谱。该技术可产生较为精确的分子指纹图谱，用于直接识别目标分析物，也可用于准确识别复杂样品中的分子系统，被认为是一种快速可靠的超灵敏技术。
如图4所示，Liu等[42]提出了一种基于磁性纳米颗粒和SERS纳米标签的多重分析策略，用于识别不同类型的抗生素，氯霉素和四环素的检测限分别为159.49和294.12 fg/mL。磁性纳米颗粒可以简单地通过磁力分离显著提高检测效率，降低分析成本，简化操作。基于磁性纳米颗粒的SERS检测方法则具有较高的灵敏度、多重检测能力和良好的稳定性。
3 样品前处理
抗生素检测的常用技术包括HPLC、LC-MS、荧光免疫测定和其他分析方法。其中，HPLC方法因其出色的分离效率、灵敏度和重现性，而在这些方法中脱颖而出，成为抗生素检测的主要技术。然而，HPLC需要对样品进行复杂的预处理过程，包括提取和纯化步骤，这可能会影响相关结果的精密度和灵敏度[43]。通常情况下，样品预处理是通过操纵仪器进行的，其目的是分离和预浓缩目标分析物，消除干扰分析物检测和影响分析可靠性的基质污染物，有时将分析物改变为适当的形式，以便进行鉴定或初步分离。
4 含氟色谱固定相
5 总结与展望
当前，抗生素所造成的危害已引起各领域的密切关注，但绿色安全有效的检测方法相对较少。常见的检测和定量方法，如高效液相色谱法、液相色谱-质谱法、毛细管电泳法、气相色谱法等均需要昂贵的大型设备和专业的操作人员，程序耗时且费力，限制了其现场实时监测的潜力。基于抗体的酶联免疫吸附法，具有高灵敏度和良好的选择性，在诊断市场上展示出了巨大价值。但这种方法所需抗体生成模式耗时且昂贵、保质期短以及可能存在抗体交叉反应等问题。生物传感器的发展给抗生素的检测带来了希望，它适用于各种样品的快速分析，并且已成功应用于现场生物医学诊断，可以较好的满足抗生素的监测要求。
总之，引入氟元素的纳米材料在抗生素检测中展现出明显的优势，未来的研究和应用将继续推动含氟材料在抗生素检测方面的发展。
青年编委介绍
宋志花，烟台大学药学院高级实验师，硕士生导师。担任Journal of Analysis and Testing (JAT)期刊（SCI一区TOP期刊）青年编委；《化学试剂》期刊青年编委。以第一作者或通讯作者在Analytical Chemistry、Journal of Hazardous Materials、Food Chemistry等期刊发表SCI论文近20篇（含ESI高被引用论文1篇），参编中文专著1部，主持国家自然科学基金青年项目、山东省自然基金青年项目，烟台市科技发展计划项目等6项，获授权国家发明专利8件。
研究领域
近五年代表作
[1] Zhihua Song*(宋志花, 第一作者, 通讯作者), Wenpu Wu, Lei Sui, Xinyan Han, Hui Xu, Gangqiang Yang, Peng Zhang, Na Zhou, Lingxin Chen, Jinhua Li*. Design and synthesis of fluorine-containing embedded carbon dots stationary phase for separation of versatile analytes. Anal. Chem., 2024, 96, 16590-16598. (SCI一区, 自然指数期刊，TOP期刊, IF: 6.7)
[2] Zhihua Song*(宋志花, 第一作者, 通讯作者), Yimeng Zhang, Guo Wei, Mingxuan Zhang, Lei Sui, Jinhua Li, Lingxin Chen*. Lateral flow chromatography strip system for rapid fluorescence determination of phycocyanin in water samples. J. Hazard. Mater., 2024, 480, 135927. (SCI一区, TOP期刊, IF: 12.2)
[3] Yimeng Zhang, Chuanliang Wang, Guo Wei, Xuesong Wang, Wanhui Liu, Gangqiang Yang, Peng Zhang, Qinglian Li, Xuhui Geng*, Lingxin Chen, Zhihua Song* (宋志花, 通讯作者). Facile fluorescence detection of malachite green in fish using molecularly imprinted polymers doped CdTe quantum dots based system. Food Chem., 2024, 442, 138458. (SCI一区, TOP期刊, IF: 8.5)
[4] Zhihua Song*(宋志花, 第一作者, 通讯作者), Yanqin Song, Yinghao Wang, Jinqiu Liu, Yumeng Wang, Wen Lin, Yaqi Wang, Jinhua Li, Jiping Ma, Gangqiang Yang*, Lingxin Chen*. Chromatographic performance of zidovudine imprinted polymers coated silica stationary phases. Talanta, 2022, 239, 123115.（SCI一区, TOP期刊, IF: 6.1）
[5] Zhihua Song* (宋志花, 第一作者, 通讯作者), Jinhua Li, Wenhui Lu, Bowei Li*, Gangqiang Yang, Yi Bi, Maryam Arabi, Xiaoyan Wang, Jiping Ma, Lingxin Chen*. Molecularly imprinted polymers based materials and their applications in chromatographic and electrophoretic separations. TrAC Trend. Anal. Chem., 2022, 146, 116504. (SCI一区, TOP期刊, IF: 13.1)风采
课题组链接：https://pharm.ytu.edu.cn/info/1245/3899.htm
