近期，英国威廉希尔公司官网马强教授课题组开发了一种水凝胶基准固态电解质的电化学发光（ECL）传感器用于检测牛奶中的恩诺沙星（ENR）。研究制备P(AM-co-AMPS)-PEDOT:PSS水凝胶（PAMES）作为准固态电解质，PAMES水凝胶具有较好的离子电导率、粘附性、透明度和含水量。水凝胶基准固态电解质的传感系统克服了传统液体电解质的性能限制，提高了传感器的应用性、便携性和环境适应性，实现了对食品中残留抗生素的成功检测。研究成果以“Quasi-solid hydrogel electrolyte/nitrogen dot-based electrochemiluminescence sensor for enrofloxacin detection in milk”为题，于3月12号发表在Food Chemistry期刊(doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.143890)。

研究主要内容如图1所示。首先采用无溶剂热解合成法合成了富氮碳点(5-AT-co-CA)-N-dots作为纳米发光体。由于引入富电子前驱体结构，(5-AT-co-CA)-N-dots具有明亮的蓝绿色荧光和较高的发光效率（见图2）。

图1.构建基于水凝胶准固态电解质的ECL传感器的示意图。

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图2. (5-AT-co-CA)-N-dots的性能表征

所制备的PAMES水凝胶性能表征如图3所示。作为传感体系中的准固态电解质，PAMES水凝胶体系具有三维介孔结构和高比表面积，PAMES中的AMPS单体具有强吸水性，为离子迁移和ECL产生提供了有利的环境。另一方面，导电性PEDOT：PSS的加入显著提升了水凝胶离子电导率。同时，PAMES水凝胶的酰胺基团能够作为催化活性位点，吸附共反应剂以提升电化学反应效率，显著增强了(5-AT-co-CA)-N-dots的传感信号。

图3. PAMES水凝胶的性能表征

基于PAMES水凝胶构建的ECL传感体系用于对牛奶样本中ENR的高灵敏检测（见图4），可以定量检测18μg/kg到8975μg/kg的ENR，且选择性和重现性良好，为食品中抗生素残留检测提供了新策略，有望在食品安全检测领域得到广泛应用。

图4.牛奶中ENR的检测

本工作创新性在于合成了一种具有高透明度、离子导电性和优异粘附性能的PAMES水凝胶作为准固态电解质用于ECL传感探索，研究综合了水凝胶高含水量、良好离子导电性以及材料稳定性等特点，能够从根本上解决传统液态电解质ECL体系存在的问题。不仅有助于推动ECL技术在食品检测、生物医学诊断、环境监测等多个领域的深入应用，提高检测的准确性、便捷性和可靠性，还为促进相关领域学科交叉融合、推动分析检测技术的发展提供创新的技术手段和策略。

论文第一作者为williamhill中国官网硕士研究生王金玲，通讯作者为马强教授，研究工作得到了国家自然科学基金面上项目和吉林省科技发展计划重点研发项目的支持。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.143890