攻坚、攀峰——汪洪武教授团队撷取顶级学术成果
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  近年来,食品安全一度成为热点话题。据中国首份抗生素使用量和排放量清单统计,仅2013年我国36种常见抗生素的消耗量就达到92700吨,其中用于人和动物的抗生素便占到54000吨。对于抗生素的使用情况,今年3·15打假晚会上,央视曝光一些饲料企业瞒天过海地往动物饲料中添加各种“禁药”,而这种现象并非个例。如何防止不良添加剂危害人体健康,研究出一种简单高效、快速检测药品残留的方法变得刻不容缓。在必赢体育的实验室里,原化学化工学院教师、现教务处副处长汪洪武教授带领下的研究团队在忙碌着,他们所开发的喹乙醇电化学传感器致力于对动物体内喹啉类兽药喹乙醇残留进行超灵敏检测。

  喹乙醇为何许物也?喹乙醇又称喹酰胺醇,为浅黄色结晶性粉末,无臭味苦,商品名为倍育诺或快育灵,可通俗地理解为“变相瘦肉精”。它具有中度至明显的蓄积毒性,对人和动物均有致畸形、致突变、致癌等严重危害,因此,早年喹乙醇只用于猪仔防病,禁止用于其他动物饲养。2005年,《中国兽药典》明确规定,喹乙醇被禁止用于家禽及水产养殖中。

  团队在研究过程中发现,国内对喹乙醇的分析检测主要采用高效液相色谱法,或高效液相色谱—串联质谱法以及免疫分析法的常规国际检测方法。但通过对比,他们发现这些方法都要经过样品前处理、浓缩的阶段,步骤繁琐且检验的灵敏度相对较低。带着对科学的求索精神以及锐利的科学目光,汪洪武教授及其团队决定立项对喹乙醇的快速高效检测方法展开研究。

  团队查阅并参考了大量相关文献资料,通过一步步的探索,设计出一套检验仪器——基于纳米金及碳纳米管修饰喹乙醇电化学传感器。实验时先用乙醇、硝酸、蒸馏水对纳米金进行预处理,再用其修饰碳纳米管电极,电极就好比一片“薄吐司”被抹上一层纳米金的“酱料”,这样便构成了实验仪器。所有检测的化学反应均在这个肉眼无法看见的微小装置里面有条不紊的进行着。在核心检测过程阶段,采取的方法是分子印迹膜电聚合法。分子印迹膜就类似拥有特定识别功能的“抗体”,它只与特定的“抗原”——喹乙醇发生反应,而对其他物质不产生影响。喹乙醇在通电的情况下可与邻苯二胺借助弱氢氧键结合,二者均为非电活性物质,异性相吸的同时,它们不断穿过分子印迹膜,覆盖在电极表面,最终阻挡了电子的转移。于是,特征反应峰值逐渐减小,这意味着电信号不断减弱,而正是通过这种方法,能够判断出喹乙醇的存在及其浓度大小。

  看似简单的实验过程,汪教授与其团队却为此付出数年探索。其中电极材料的选取便是他们在摸索中取得的一大创新。电极表面材料的不同,对喹乙醇的反应及灵敏度也不尽相同。汪教授团队为此煞费苦心,他们从现代流行的热门材料做起,尝试过二硫化物、石墨烯、碳纳米管等材料。汪教授表示,从选取到试验新材料不仅是一个试错的过程,更像是“中彩”,尝试越多次,“中奖”的机率也就愈高。在勤奋、刻苦的钻研精神下,最终他们以循环伏安法检测到了一种对喹乙醇极为敏感的材料——纳米金。新型材料能与浓度为10 -9 nmol的喹乙醇反应,它的应用意味着检测灵敏度的超大幅度提高,远远超过了现行的PPM标准(浓度为10 -6 nmol),实现了PPB检测标准。

  2016年暑期,经过两年的钻研,项目研究接近尾声,汪教授同团队开始在专家的审核下对科研项目进一步进行完善。2017年,由他们的科研成果所形成的论文《Molecularly imprinted electrochemical sensor based on Au nanoparticles in carboxylated multi-walled carbon nanotubes for sensitive determination of olaquindox in food and feedstuffs》被国际工程科技顶级期刊《生物传感器与生物电子学》采用和刊发。“这是对我们努力给出的巨大肯定和鼓舞!”汪教授感叹道。

  随着必赢体育创新强校工程的推进,学校对科研创新越加重视。受到激励,老师们的科研能力获得了提升,形成浓厚的科研氛围。汪洪武教授团队在学术上的成功为必赢体育科研影响力注入了“强心剂”。汪教授表示:“目前这套方案还局限于实验室内,以后还要‘走出去’,投入实际应用。”继往开来,继续深入,完善突破,相信在不久的将来,更新的成功果实一定会被他们撷取。

 

 


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