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  殼聚糖（CS）是一種天然存在的堿性多糖，CS具有大量（羥基和氨基）的反應性官能團，在進行結構修飾時，表現出良好的成膜性、粘附性和生物相容性等獨特的性質，為開發高靈敏度、高電化學活性的分子印跡電化學傳感器提供了理想平臺。將CS與無機材料（中空碳球、Ti₃C₂T_X）復合，協同增強分子印跡電化學傳感器的導電性和選擇性結合性能。該類傳感器通過強特異性的印跡空腔和分子間作用力，能夠高效地捕獲食品及環境污染物（如雙酚A、環丙沙星），表現出較低的檢測限，良好的選擇性和化學穩定性。

  在此背景下，新疆大學吐爾遜·阿不都熱依木教授團隊在國家自然科學基金和新疆大學“碳基能源資源化學與利用國家重點實驗室”的資助下，基于前期在分子印跡電化學傳感器的開發與應用方面的系統積累（Biosensors and Bioelectronics, 2025, 287, 117708. Talanta, 2025, 295, 128364. Microchemical Journal, 2025, 215, 114453. Biosensors and Bioelectronics, 2024, 251, 116119. Chemical Engineering Journal, 2024, 498, 155314. Journal of Hazardous Materials, 2024, 478, 135615. Composites Part B: Engineering, 2024, 279, 111432. Food Chemistry, 2024, 449, 139114. International Journal of Biological Macromolecules, 2024, 267, 131321. International Journal of Biological Macromolecules, 2024, 281, 136468.），圍繞殼聚糖基分子印跡電化學傳感器的構筑與應用方面開展深入研究，旨在推動該類傳感器在痕量污染物高靈敏檢測領域的廣泛應用。主要研究內容和結論如下：

1.馬麗蓉，許峰*，吐爾遜·阿不都熱依木*：一種用于雙酚A檢測的殼聚糖/氮摻雜中空碳球基分子印跡傳感器

  2025年7月5日，吐爾遜·阿不都熱依木教授課題組在《Journal of Hazardous Materials》在線發表題為“A novel molecularly imprinted sensors using chitosan on nitrogen-doped hollow carbon nanospheres for bisphenol A detection”的研究論文。本文第一作者為2023級碩士馬麗蓉，通訊作者為許峰、吐爾遜·阿不都熱依木，通訊單位為新疆大學。

圖1. MIP/N-HCS/GCE的制備流程圖

  建立高靈敏度、高可靠的雙酚A（BPA）檢測方法具有重要的實際意義，因為它具有潛在的健康和環境風險。因此，該團隊以CS為印跡材料，氮摻雜中空碳球（N-HCS）為電極修飾材料，合成了新型分子印跡復合球（MIP/N-HCS），并對其對BPA的選擇性結合能力及其機制進行了系統研究。通過電化學法利用MIP/N-HCS對GCE進行修飾，開發了新型的分子印跡電化學傳感器（MIP/N-HCS/GCE），并深入研究了其對BPA的電化學檢測性能（圖1）。N-HCS和CS官能團之間的強非共價鍵，以及CS（-OH，-NH₂）和BPA官能團之間的相互作用，顯著增強了傳感器的靈敏度和選擇性。該傳感器具有較寬的線性范圍（0.005-100 μM），較低的檢測限（0.28 nM），良好的抗干擾性能和出色的穩定性（圖2）。傳感器的靈敏度和可靠性優于HPLC。真實樣品（牛奶、啤酒）中BPA的加標回收率為98.0%-105.2%，相對標準偏差為 3.45%-5.69%。

圖2. MIP/N-HCS/GCE對BPA的電化學檢測性能。（A）MIP/N-HCS/GCE對BPA的DPV曲線；（B）ΔI值與BPA濃度之間的關系圖

  文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.139149

2.王志剛，如仙古麗·加瑪力，吐爾遜·阿不都熱依木^*：Ti₃C₂Tx/CMCS基分子印跡電化學傳感器的構建及其對環丙沙星的超靈敏檢測

  2025年6月24日，吐爾遜·阿不都熱依木教授課題組在《Chemical Engineering Journal》在線發表題為“Construction of Ti₃C₂Tx/CMCS cross-linked molecularly imprinted electrochemical sensor and its ultra-sensitive detection of ciprofloxacin”的研究論文。本文第一作者為2022級碩士王志剛，通訊作者為吐爾遜·阿不都熱依木，通訊單位為新疆大學。

圖3. Ti₃C₂Tx@CMCS/MIP的制備流程和檢測示意圖

  環丙沙星（CIP）的殘留對環境保護和公眾健康已然構成嚴重風險。因此，開發一種在復雜環境中高靈敏檢測環丙沙星的簡單電化學傳感器至關重要。該團隊采用了一種簡單的物理混合方法來解決制備的復雜性。以羧甲基殼聚糖（CMCS）為印跡材料，Ti₃C₂Tx為基底，CIP為模板分子，硫酸為交聯劑，制備了薄膜改性的分子印跡聚合物電化學傳感器（Ti₃C₂Tx@CMCS/MIP，圖3）。利用CMCS優異的吸附能力和Ti₃C₂Tx的電化學活性等多功能特性，能夠顯著增強傳感器對CIP的選擇性檢測能力。通過交聯CMCS與硫酸形成離子凝膠，能夠提高聚合物在電極表面的電導率和穩定性。該傳感器具有良好的線性范圍（500 pm-200 μM），較低的檢測限（43 pM），出色的穩定性，令人滿意的重現性和可重復性（圖4）。此外，使用理論計算進一步闡釋了傳感器的電化學機制和選擇性結合機理（圖5）。該傳感器的設計與開發為CIP的高靈敏測定提供了一種簡單、快速、經濟的電化學方法，凸顯了其在環境監測和食品安全保障方面的寶貴作用。

圖4. Ti₃C₂Tx@CMCS/MIP對CIP的電化學檢測性能。（A）Ti₃C₂Tx@CMCS/MIP對CIP的DPV響應曲線；（B）ΔI與濃度的關系曲線

圖5. 材料的理論計算及結構性能分析。（A）Ti₃C₂Tx-CMCS-CIP的密度泛函理論的優化結構圖；（B）Ti₃C₂Tx-CMCS-CIP的電子勢能分布圖；（C）Ti₃C₂Tx-CMCS-CIP相互作用的RDG圖

  文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.165213

【作者介紹】

  吐爾遜·阿不都熱依木：博士生導師，新疆大學化學學院二級教授，高分子化學與物理學科負責人。研究聚焦于高分子結構調控與高性能化，致力于將高分子材料應用于能源、環境與催化轉化等關鍵領域，具體研究方向包括開發用于高效能源存儲與轉換器件的高分子復合材料、研發高性能通用高分子材料改性技術、設計用于環境污染物檢測吸附與降解的功能高分子材料，以及開發用于綠色高效催化轉化過程的新型高分子基催化劑或載體。至今以第一/通訊作者在Adv. Funct. Mater., Biosens. Bioelectron., Chem. Eng. J., J. Hazard. Mater, Carbon, Small, Compos. part B: Eng., Talanta, J. Power Sources, J. Colloid Interface Sci.等刊物上發表SCI論文近150余篇，論文被引用2800余次，H指數28。研究成果分別獲新疆維吾爾自治區自然科學一等獎、新疆大學第九屆科學研究優秀成果一等獎、新疆大學第一屆自然科學二等獎，第十四屆疆維吾爾自治區優秀論文三等獎等獎勵。

  如仙古麗·加瑪力：碩士生導師，新疆大學化學化工學院教授。主要從事高分子材料的高性能化與復合改性。至今以第一/通訊作者在Adv. Funct. Mater., Biosens. Bioelectron., Chem. Eng. J., Carbon, Small, Compos. Sci. Technol, J. Energy Storage, Constr. Build. Mater., Int. J. Biol. Macromol., Appl. Surf. Sci.等刊物上發表SCI論文115余篇，論文被引用1900余次，H指數24。

  許峰：于2010年在許昌學院獲學士學位，2022年于武漢大學獲博士學位，2023年入選新疆大學青年博士人才計劃，并就職于新疆大學化學學院，副教授，碩導。研究方向：化學傳感器構建、色譜質譜分析。至今以第一/通訊作者在Sensors Actuators B: Chem, Talanta, J. Hazard. Mater, Eur Polym J等刊物上發表SCI論文20余篇。

  馬麗蓉：新疆大學化學學院2023級碩士研究生，師從吐爾遜·阿不都熱依木教授。研究方向為殼聚糖基分子印跡電化學傳感器的構筑及其應用。至今以第一作者在J. Hazard. Mater上發表SCI論文1篇，曾獲自治區學業獎學金。

  王志剛:新疆大學化學學院2022級碩士研究生，師從吐爾遜·阿不都熱依木教授。研究方向為殼聚糖/MXene基分子印跡電化學傳感器的開發與應用。至今以第一作者在Chem. Eng. J.上發表SCI論文1篇。