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华南农业大学食品学院李向梅‖【SNB】“三金属+杂化MOF”协同赋能:比色-光热双模侧流免疫实现高灵敏检测

2026-10-28 01:47:17

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介绍 /Introduction

为解决快速食品安全检测中灵敏度低和准确性不足的持续性难题，华南农业大学食品学院李向梅等人合成了一种新型的三金属协同功能化杂化金属有机框架材料 MIL-101(FeCu)，并将其负载有金纳米粒子。该材料被应用于牛奶中利福昔明（RIF）的超灵敏和准确检测。这种工程化的纳米材料表现出出色的显色-光热性能和强大的环境耐受性，这些特性被用于开发一种集成到侧向流动免疫测定平台中的双信号（比色-光热）校准策略。这种双模式设计实现了自我验证和信号校正，显著提高了灵敏度和准确性。在比色模式下，该检测方法的检测限（LOD）为 0.67 微克/千克，回收率在 93.33% 至 111.99% 之间，变异系数（CV）在 4.33% 至 9.45% 之间。在光热模式下，检测限进一步降低至 0.30 微克/千克，回收率为 95.67% 至 108.38%，变异系数为 6.20% 至 10.47%。这种光热模式的灵敏度比比色模式提高了两倍，并且比现有的 RIF 检测方法提高了 33 倍。通过使用液相色谱串联质谱对 10 份真实牛奶样本进行平行分析，对所提出方法的准确性和适用性进行了严格验证。观察到这两种方法之间具有极好的相关性（R² > 0.99）。这项工作为开发和应用具有高灵敏度和高准确性的高性能免疫传感器开辟了新的途径。

研究图文/Introduction

Scheme 1. Schematic diagram of the MIL-101(FeCu)@AuNPs-LFIA. (A) Synthesis of MIL-101(FeCu)@AuNPs-Ab. (B) The detection principle of MIL-101(FeCu)@AuNPs-LFIA.

Fig. 1. SEM image of (A) MIL-101(FeCu), (B) MIL-101(FeCu)@AuNPs. (C) XRD patterns of MIL-101(FeCu) and MIL-101(FeCu)@AuNPs. (D) XPS survey spectra of MIL-101(FeCu) and MIL-101(FeCu)@AuNPs. (E) Au 4 f peaks in MIL-101(FeCu)@AuNPs composites. (F) Zeta potential of MIL-101(FeCu), MIL-101(FeCu)@AuNPs, and MIL-101(FeCu)@AuNPs-Ab.

Fig. 2. Evaluation of photothermal properties of MIL-101(FeCu)@AuNPs. (A) Thermal images of MIL-101(FeCu)@AuNPs with different concentrations after laser irradiation. (B) Time-temperature profiles of MIL-101(FeCu)@AuNPs at various concentrations (20, 40, 60, 80, 100 μg/mL) under laser irradiation at 1.5 W cm⁻². (C) Time-temperature profiles of MIL-101(FeCu)@AuNPs (100 μg/mL) under irradiation with different laser powers (0.4, 0.8, 1.2, 1.6, 2.0 W cm⁻²). (D) Photothermal stability of MIL-101(FeCu)@AuNPs over three heating-cooling cycles. (E) Photothermal conversion efficiency of MIL-101(FeCu)@AuNPs. (F) Ultraviolet absorption spectra of MIL-101(FeCu)@AuNPs, MIL-101(FeCu), and AuNPs. (G) Time-temperature profiles of MIL-101(FeCu)@AuNPs, MIL-101(FeCu), and AuNPs. (H) Comparison of LFIA performance among MIL-101(FeCu)@AuNPs, MIL-101(FeCu), and AuNPs. (N: Negative; P: Positive; IR: Inhibition rate).

Fig. 3. (A) pH tolerance of MIL-101(FeCu)@AuNPs. (B) Salt ion tolerance of MIL-101(FeCu)@AuNPs. (C) Batch-to-batch variation of MIL-101(FeCu)@AuNPs-based LIFA. (D) Results of ka and KD for bare Ab, MIL-101(FeCu)@AuNPs-Ab, and AuNPs-Ab. Optimization of the MIL-101(FeCu)@AuNPs analytical conditions: (E) the coupling pH, (F) the diluent of Ab, (G) the type of blocking agent, (H) the probe amount.

Fig. 4. Performance evaluation of MIL-101(FeCu)@AuNPs-LFIA. (A) Test strip images and calibration curves for detecting RIF in milk under colorimetric mode; (B) Test strip images and calibration curves for detecting RIF in milk under photothermal mode; (C) Selectivity evaluation of MIL-101(FeCu)@AuNPs-LFIA for RIF detection; (D) Correlation diagram of MIL-101(FeCu)@AuNPs-LFIA and LC-MS/MS detection results for RIF.

结论 /Conclusion

在这项研究中，基于一种三金属协同功能化的杂化金属有机框架（MOF）开发了一种基于色谱-光热双模式的荧光免疫分析（LFIA）方法，用于检测牛奶中的利福平（RIF）。该方法具有三个关键优势：首先，这种三金属协同功能化的杂化 MOF 具有出色的显色-光热性能和强大的环境耐受性；其次，通过色谱法和光热检测的双模式校准显著提高了检测的准确性；第三，所开发的方法比现有的利福平检测方法具有 33 倍的更高灵敏度，并成功应用于实际样品的分析。总之，这项工作为开发高灵敏度和高准确性的免疫传感器提供了一种新颖的策略。

文献信息 /Literature information

Trimetallic synergistically functionalized hybrid MOF-based colorimetric-photothermal dual-mode lateral flow immunoassay for enhanced performanceZhongqi Lin , Ziqiao Li , Zijun Yang , Zhenlin Xu , Hongtao Lei , Xiangmei Li *原文链接：https://doi.org/10.1016/j.snb.2026.139491

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