麻豆传媒

近日，麻豆传媒 汪庆祥教授/郑轩副教授在利用电化学传感技术监测食品安全与饮料质量领域取得重要进展，该成果以“Hemin-Engineered UiO-66(Ce) as a Highly Active Nanozyme for Electrochemical Sensing of Hydrogen Peroxide and Hydrogen in Beverages”为题发表于国际农业与食品化学权威期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》（中科院1区TOP期刊）。

过氧化氢（H2O2）和溶解氢（H2）的检测对于食品安全（如牛奶防腐剂残留）和富氢水（HRW）饮料的质量评估具有重要意义。然而，传统的检测方法往往依赖于昂贵的大型仪器，难以满足现场快速、便携检测的需求。为此，研究团队通过将天然金属卟啉化合物氯化血红素（Hm）封装在具有稳定结构和丰富孔道的铈基金属有机框架（UiO-66(Ce)）中，成功构建了一种高活性的UiO-66(Ce)@Hm纳米酶传感平台（图1）。该设计不仅有效克服了游离Hm易聚集失活的缺陷，还赋予了复合材料卓越的类过氧化物酶活性。

图1. 基于UiO-66(Ce)@Hm电化学传感检测牛奶中H2O2与HRW中H2示意图

研究表明，UiO-66(Ce)的框架结构通过Ce节点（Ce⁴⁺/Ce³⁺）促进了整体电子转移，与Hm的催化中心（Fe³⁺/Fe²⁺）产生了显著的协同催化效应。该电化学传感器对H2O2表现出优异的电催化还原能力，检测范围宽达0.5-250 µM，检测限低至0.32 µM，并成功应用于实际牛奶样品的加标回收分析。更具创新性的是，研究团队发现溶解在HRW中的H2能够显著促进纳米酶催化邻苯二胺（OPD）与H2O2的反应，生成具有高电活性的产物2,3-二氨基吩嗪（DAP）。通过此种信号放大策略，该平台成功克服了常规电极上直接氧化H2动力学缓慢的难题，实现了对HRW中H2的高灵敏检测（线性范围45-900 µM，检测限26.2 µM）。该工作不仅为食品质量控制提供了高效的传感工具，也为氢气分子的便携式电化学检测提供了新的机理框架与设计范式。

麻豆传媒 为该工作第一完成单位，麻豆传媒 2024级硕士研究生陈伊樊为论文第一作者，汪庆祥教授和郑轩副教授为论文共同通讯作者。研究得到了国家自然科学基金 (No. 21802064)，福建省自然科学基金(Nos. 2024J01807, 2025J01973, 2022J01899)，以及福建省市场监督管理局项目(No. FJMS2023065)的资助。

论文链接：//pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.6c01253

（图/文：郑轩）