壳聚糖（CS）是一种天然存在的碱性多糖，CS具有大量（羟基和氨基）的反应性官能团，在进行结构修饰时，表现出良好的成膜性、粘附性和生物相容性等独特的性质，为开发高灵敏度、高电化学活性的分子印迹电化学传感器提供了理想平台。将CS与无机材料（中空碳球、Ti₃C₂T_X）复合，协同增强分子印迹电化学传感器的导电性和选择性结合性能。该类传感器通过强特异性的印迹空腔和分子间作用力，能够高效地捕获食品及环境污染物（如双酚A、环丙沙星），表现出较低的检测限，良好的选择性和化学稳定性。

  在此背景下，新疆大学吐尔逊·阿不都热依木教授团队在国家自然科学基金和新疆大学“碳基能源资源化学与利用国家重点实验室”的资助下，基于前期在分子印迹电化学传感器的开发与应用方面的系统积累（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.），围绕壳聚糖基分子印迹电化学传感器的构筑与应用方面开展深入研究，旨在推动该类传感器在痕量污染物高灵敏检测领域的广泛应用。主要研究内容和结论如下：

1.马丽蓉，许峰*，吐尔逊·阿不都热依木*：一种用于双酚A检测的壳聚糖/氮掺杂中空碳球基分子印迹传感器

  2025年7月5日，吐尔逊·阿不都热依木教授课题组在《Journal of Hazardous Materials》在线发表题为“A novel molecularly imprinted sensors using chitosan on nitrogen-doped hollow carbon nanospheres for bisphenol A detection”的研究论文。本文第一作者为2023级硕士马丽蓉，通讯作者为许峰、吐尔逊·阿不都热依木，通讯单位为新疆大学。

图1. MIP/N-HCS/GCE的制备流程图

  建立高灵敏度、高可靠的双酚A（BPA）检测方法具有重要的实际意义，因为它具有潜在的健康和环境风险。因此，该团队以CS为印迹材料，氮掺杂中空碳球（N-HCS）为电极修饰材料，合成了新型分子印迹复合球（MIP/N-HCS），并对其对BPA的选择性结合能力及其机制进行了系统研究。通过电化学法利用MIP/N-HCS对GCE进行修饰，开发了新型的分子印迹电化学传感器（MIP/N-HCS/GCE），并深入研究了其对BPA的电化学检测性能（图1）。N-HCS和CS官能团之间的强非共价键，以及CS（-OH，-NH₂）和BPA官能团之间的相互作用，显著增强了传感器的灵敏度和选择性。该传感器具有较宽的线性范围（0.005-100 μM），较低的检测限（0.28 nM），良好的抗干扰性能和出色的稳定性（图2）。传感器的灵敏度和可靠性优于HPLC。真实样品（牛奶、啤酒）中BPA的加标回收率为98.0%-105.2%，相对标准偏差为 3.45%-5.69%。

图2. MIP/N-HCS/GCE对BPA的电化学检测性能。（A）MIP/N-HCS/GCE对BPA的DPV曲线；（B）ΔI值与BPA浓度之间的关系图

  文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.139149

2.王志刚，如仙古丽·加玛力，吐尔逊·阿不都热依木^*：Ti₃C₂Tx/CMCS基分子印迹电化学传感器的构建及其对环丙沙星的超灵敏检测

  2025年6月24日，吐尔逊·阿不都热依木教授课题组在《Chemical Engineering Journal》在线发表题为“Construction of Ti₃C₂Tx/CMCS cross-linked molecularly imprinted electrochemical sensor and its ultra-sensitive detection of ciprofloxacin”的研究论文。本文第一作者为2022级硕士王志刚，通讯作者为吐尔逊·阿不都热依木，通讯单位为新疆大学。

图3. Ti₃C₂Tx@CMCS/MIP的制备流程和检测示意图

  环丙沙星（CIP）的残留对环境保护和公众健康已然构成严重风险。因此，开发一种在复杂环境中高灵敏检测环丙沙星的简单电化学传感器至关重要。该团队采用了一种简单的物理混合方法来解决制备的复杂性。以羧甲基壳聚糖（CMCS）为印迹材料，Ti₃C₂Tx为基底，CIP为模板分子，硫酸为交联剂，制备了薄膜改性的分子印迹聚合物电化学传感器（Ti₃C₂Tx@CMCS/MIP，图3）。利用CMCS优异的吸附能力和Ti₃C₂Tx的电化学活性等多功能特性，能够显著增强传感器对CIP的选择性检测能力。通过交联CMCS与硫酸形成离子凝胶，能够提高聚合物在电极表面的电导率和稳定性。该传感器具有良好的线性范围（500 pm-200 μM），较低的检测限（43 pM），出色的稳定性，令人满意的重现性和可重复性（图4）。此外，使用理论计算进一步阐释了传感器的电化学机制和选择性结合机理（图5）。该传感器的设计与开发为CIP的高灵敏测定提供了一种简单、快速、经济的电化学方法，凸显了其在环境监测和食品安全保障方面的宝贵作用。

图4. Ti₃C₂Tx@CMCS/MIP对CIP的电化学检测性能。（A）Ti₃C₂Tx@CMCS/MIP对CIP的DPV响应曲线；（B）ΔI与浓度的关系曲线

图5. 材料的理论计算及结构性能分析。（A）Ti₃C₂Tx-CMCS-CIP的密度泛函理论的优化结构图；（B）Ti₃C₂Tx-CMCS-CIP的电子势能分布图；（C）Ti₃C₂Tx-CMCS-CIP相互作用的RDG图

  文章链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.165213

【作者介绍】

  吐尔逊·阿不都热依木：博士生导师，新疆大学化学学院二级教授，高分子化学与物理学科负责人。研究聚焦于高分子结构调控与高性能化，致力于将高分子材料应用于能源、环境与催化转化等关键领域，具体研究方向包括开发用于高效能源存储与转换器件的高分子复合材料、研发高性能通用高分子材料改性技术、设计用于环境污染物检测吸附与降解的功能高分子材料，以及开发用于绿色高效催化转化过程的新型高分子基催化剂或载体。至今以第一/通讯作者在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.等刊物上发表SCI论文近150余篇，论文被引用2800余次，H指数28。研究成果分别获新疆维吾尔自治区自然科学一等奖、新疆大学第九届科学研究优秀成果一等奖、新疆大学第一届自然科学二等奖，第十四届疆维吾尔自治区优秀论文三等奖等奖励。

  如仙古丽·加玛力：硕士生导师，新疆大学化学化工学院教授。主要从事高分子材料的高性能化与复合改性。至今以第一/通讯作者在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.等刊物上发表SCI论文115余篇，论文被引用1900余次，H指数24。

  许峰：于2010年在许昌学院获学士学位，2022年于武汉大学获博士学位，2023年入选新疆大学青年博士人才计划，并就职于新疆大学化学学院，副教授，硕导。研究方向：化学传感器构建、色谱质谱分析。至今以第一/通讯作者在Sensors Actuators B: Chem, Talanta, J. Hazard. Mater, Eur Polym J等刊物上发表SCI论文20余篇。

  马丽蓉：新疆大学化学学院2023级硕士研究生，师从吐尔逊·阿不都热依木教授。研究方向为壳聚糖基分子印迹电化学传感器的构筑及其应用。至今以第一作者在J. Hazard. Mater上发表SCI论文1篇，曾获自治区学业奖学金。

  王志刚:新疆大学化学学院2022级硕士研究生，师从吐尔逊·阿不都热依木教授。研究方向为壳聚糖/MXene基分子印迹电化学传感器的开发与应用。至今以第一作者在Chem. Eng. J.上发表SCI论文1篇。