基于MOFs-石墨烯的分子印迹电化学传感器检测酚类内分泌干扰物

As one kind of the most important endocrine disrupting chemicals (EDCs), phenolic compounds (including bisphenol A, nonylphenol, octyphenol) have received widespread attention. Phenolic EDCs usually have phenolic hydroxyl group and estrogen activity, which directly or indirectly affect normal hormone metabolism and interfere with the normal functions of the endocrine system in animals and humans. Phenolic EDCs are important fine chemical raw materials and intermediates. In the environment phenolic EDCs widely exist in industrial wastewater, domestic sewage and polluted rivers and lakes, causing serious environmental pollution. Regarding high production volume, widespread pollution status and potential health risk of phenolic EDCs, we aim to develop a novel molecularly imprinted electrochemical sensor based on metal-organic frameworks (MOFs) and graphene composite for the rapid detection of phenolic EDCs. Graphene can dramatically improve electrical conductivity and stability of MOFs. The MOFs-graphene composite can provide a large specific surface area and synergistic catalytic effect. The molecularly imprinted polymers on surface of MOFs-graphene composite show specific recognition for phenolic EDCs. Based on MIPs electrochemical sensor, the sensitive and selective analytical method is established for determining typical phenolic EDCs. The novel electrochemical sensing platform can provide a candidate rapid screening tool, and a powerful technical support for rapid risk assessment of phenolic EDCs in high-polluting environmental water.

酚类化合物是一类重要的内分泌干扰物（EDCs），具有相似的酚羟基结构和雌激素活性，在生物体内直接或间接影响正常的激素代谢，干扰内分泌系统的正常功能。这类化合物是重要的精细化工原料和中间体，广泛存在于工业废水、生活污水以及被污染的江河湖泊中，造成严重的环境问题。针对酚类内分泌干扰物产量高、污染范围广、健康风险大等特点，本项目拟发展一种基于金属有机骨架材料（MOFs）-石墨烯复合材料的分子印迹电化学传感器应用于酚类EDCs的快速检测。石墨烯可以显著提高MOFs的导电性和稳定性，发挥复合材料的高比表面积特性和协同催化作用。在MOFs-石墨烯表面制备分子印迹材料，实现对酚类EDCs的特异性识别。构建新型分子印迹电化学传感器，发展对典型酚类EDCs的高灵敏、高选择性定量分析方法，为EDCs快速筛查提供一个可靠的候选工具，为高污染环境水体中酚类EDCs的现场快速风险评价提供有力的技术支持。

酚类化合物是一类重要的内分泌干扰物，已有研究表明酚类内分泌干扰物会影响生物体的正常代谢活动。与此同时，酚类化合物广泛应用在工业生产中，造成严重的环境污染和人体健康风险。因此，开发新型酚类内分泌干扰物的快速检测方法具有十分重要的意义。金属有机骨架材料（MOFs）具有比表面积大、多孔结构等特点。为了改善MOFs较弱的导电性，本项目引入碳纳米材料，制备了Ce-MOF-ERGO和Eu-MOF-CNTs复合材料。基于Ce-MOF-ERGO修饰电极和表面活性剂CTAB电化学信号放大特性，实现对双酚A（BPA）的电化学传感检测。在上述研究基础上，构建基于Eu-MOF-CNTs复合材料的分子印迹电化学传感器用于双酚S（BPS）的检测。研究结果表明，基于镧系金属有机骨架和碳纳米材料的电化学传感器对酚类内分泌干扰物具有灵敏度高、选择性好、响应快速等优点，在实际样品的检测中展现了良好的分析性能。此外，在项目开展过程中，对BPA和BPS电化学同时检测进行了初步研究；开发了基于碳纳米管-金纳米粒子-聚吡咯复合材料的分子印迹电化学传感器用于四溴双酚A的检测。.本项目的研究工作针对酚类内分泌干扰物的环境污染现状，通过MOFs和碳纳米材料的增敏特性以及分子印迹聚合物的特异性识别能力，提高电化学传感器的灵敏度和选择性，开发酚类内分泌干扰物电化学分析方法，为新型电化学传感平台的构建提供了一种新思路。