近日,福建农林大学材料工程学院袁占辉教授和机电学院也大鹏团队在总结前期工作(Small Structures, https://doi.org/10.1002/sstr.202500138; Adv. Compos. Hbrid Ma., 2025, 8(1), 137; Adv. Sci. 2024, 2408927)的基础上,又一次在国际高水平期刊《Chemical Engineering Journal》(IF:13.2, 中科院1区TOP)上,在线发表了题为“Recent advances in nanomaterial biosensors for the detection of antibiotics to ensure food safety”的综述论文。福建农林大学为第一通讯单位,龙博副教授为共同第一作者,袁占辉教授、叶大鹏教授和魏萱教授为共同通讯作者。

本文亮点:
1. 在提升传感器性能的基础上,纳米材料可分为四大类:金属纳米材料、碳基纳米材料、高分子纳米材料及复合纳米材料;
2. 通过对比材料与检测方法的适配性,系统揭示各类材料的优劣特性及其适用场景;
3. 重点探讨智能传感器在抗生素现场检测领域取得的技术突破;
4. 微型化人工智能传感器的提出,标志着精准检测技术发展的关键方向。
内容简介:
食品安全是当今社会面临的一个至关重要的问题。抗生素是一类用于治疗动物疾病的抑菌剂。然而,抗生素会在食物中积累,并通过食物链对人类健康造成危害。传统的抗生素检测需要设备齐全的实验室和专业人员,因此需要开发便捷的检测方法。为应对上述挑战,福建农林大学袁占辉/叶大鹏教授团队展开研究,针对生物传感器具有检测性能优异、作简单、设计简便等优点,将制备生物传感器的纳米材料根据其组成分为金属纳米颗粒、碳纳米材料、高分子纳米材料和复合纳米材料。根据其特性总结了纳米材料对不同生物传感器的适用性及其原因。对便携式智能检测设备在现场检测领域的发展进行了总结和展望。最后,讨论了生物传感器面临的主要挑战和未来机遇,为食品样品中抗生素的检测提供了明确的未来方向。
图文导读:

图 1. 抗生素生物传感器开发的主要里程碑的时间表。

图 2. 用于抗生素检测的纳米材料的示意图。

图 3. 纳米材料的制造工艺、检测方法及检测性能示意图:(A)金属纳米材料比色传感器;(B)高分子纳米材料比色传感器;(C) 高分子纳米材料荧光传感器;(D) 聚合物纳米材料荧光传感器。

图 4. 传感器制造工艺及检测性能示意图:(A)金属纳米材料电化学传感器; (B)碳纳米材料电化学传感器; (C) 高分子纳米材料电化学传感器; (D) 复合纳米材料电化学传感器。

图 5.(A)制造工艺和测试平台示意图。(B) 原理及试验平台示意图。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.166634
团队网站:acfm.fafu.edu.cn
作者简介:

龙博,福建农林大学机电工程学院农业工程系系主任,副教授、硕导。研究兴趣聚焦农业工程学科前沿,围绕多功能复合材料设计合成、高灵敏度生物传感器件开发、水产疫病智能检测装备等方向取得系列成果。主持或参与国家级、省部级科研课题6项,其中在研项目涉及自卷曲结构FET传感器超敏检测机制、漆酚基多孔膜催化性能优化等关键技术;参与完成福建省科技重大专项“现代智能设施农业系统”等重大工程,推动农业检测技术创新。相关研究发表于Advanced Composites and Hybrid Materials(IF=23.2)、Journal of Materials Chemistry A(IF=10.8)、International Journal of Hydrogen Energy(IF=8.1)等国际高水平期刊,近五年累计发表论文17篇;授权发明专利3项;作为主要成员,参编国家林草局“十四五”规划教材《农业智能传感与检测技术》的编写工作。

魏萱,福建农林大学机电工程学院副院长,副教授、博导,福建省高层次人才B类,IEEE Senior Member,福建农林大学农林人工智能研究院骨干教师,兼任中国农业机械学会教育工作委员会第十二届委员会委会、中国农业工程学会青年科技委员会委员、中国农学会农业信息分会委员、《中国农业信息》期刊青年编委。长期致力于农业信息智能感知技术与装备、高通量植物表型组分析方法等研究。已承担各类科研项目12项,近五年发表高质量期刊论文30余篇,获授权发明专利5项,福建省科技进步二等奖1项,指导省级以上创新创业竞赛获奖20余项。

叶大鹏,福建农林大学机电工程学院党委副书记、院长,教授、博导,兼任教育部高等学校农业工程类教学指导委员会委员、福建省农业信息感知技术重点实验室主任,中国农业机械学会理事,福建省机械工程学会副理事长、福建农林大学农业人工智能研究中心主任。长期从事农业信息感知技术及装备、设施园艺生产装备全程智能化关键技术等方面的教学与科研工作。于2021年被授予“全国最美农机教师”、20218 -2021年度中国农业工程学会先进工作者、2022年福建省最美科技特派员工作联席会议通报表扬人选、2022年获福建省高层次人才等荣誉称号。近年来主持和参与了国家自然科学基金、福建省科技重大专项子课题、福建省区域重大专项、福建省自然科学基金面上项目、国家菌草工程研究中心重点开放基金项目、福州市科技创新项目20余项。近年来,指导学生参加国家级大学生创新创业训练计划项目于2018年“创青春”全国大学生创业大赛中获得金奖1项,其他各类省级及以上奖项共计70余项。发表论文60余篇,其中SCI、EI收录20余篇,获批专利60余件,其中发明专利8件。获省部级科技进步三等奖1项,获福建省教学成果奖5项。

袁占辉,福建农林大学材料学院教授、博导,先进催化及功能材料校级团队的负责人。曾获吉林大学化学系本科和硕士学位,英国纽卡斯尔大学博士学位;入选福建省“百人计划”和福建省高层次人才B类、江苏省“双创”和“西楚雄英”计划等。主要从事先进二维材料的制备及其在光电、光催、光热、海水淡化、电源、超级电容器和环境等领域的应用研究;片状无机晶体材料在效果颜料的应用及产业化研究;天然高分子材料在生物仿生、智能、胶粘剂等领域的应用研究;无机粉体材料、化学表面处理及天然胶粘剂的产业化研究。在Nat. Commun.、Energ. Environ. Sci.、Acc. Chem. Res.、Adv. Func. Mater.、ACS Nano、ACS Catal.、Nano Energy等国际高水平SCI学术期刊发表论文150余篇,超60余篇影响因子大于10,其中15篇影响因子大于20,10篇入选ESI高被引论文。兼任Discover Sustainability、 International Journal of Materials Engineering & Technology、Academia Catalysis、Polymers等学术期刊的编委。