恒定电位法制备分子印迹电化学传感器用于番茄果实中电活性吲哚-3-乙酸的活体分析

《Biosensors and Bioelectronics》：Constant Potential Prepared Molecularly Imprinted Electrochemical Sensors for in vivo Analysis of Electroactive Indole-3-acetic Acid in Tomato Fruits

本研究创新性地采用恒定电位（CP）电聚合法制备针型分子印迹聚合物（MIP）电化学传感器，成功克服了传统循环伏安法（CV）制备过程中因宽电位窗口导致的模板氧化问题，实现了番茄果实中电活性植物激素吲哚-3-乙酸（IAA）的高稳定吸附与精准活体检测，为植物激素实时分析提供了突破性技术方案。

　　

Highlight

分子印迹材料可同时用于分析物选择性吸附与分析检测，这意味着分子印迹电化学传感器（MIP electrochemical sensors）天生适用于活体分析。然而相关研究极为罕见，其原因可能源于采用循环伏安法（CV）进行电聚合制备传感器。本研究采用恒定电位法（CP）替代CV，基于功能单体邻苯二胺（OPD）与模板分子吲哚-3-乙酸（IAA）的不同氧化电位进行电聚合。需要强调的是，CP策略能够避免IAA在聚合过程中发生氧化，从而形成与原始模板完美匹配的识别空腔，实现分析物的稳定吸附。

Results and discussion

研究团队巧妙利用OPD单体（氧化电位较低）与IAA模板（氧化电位较高）的电化学特性差异，在恒定电位下进行聚合，成功避免了IAA的共氧化，从而形成了能稳定吸附原始IAA分子的印迹空腔。与CV制备的传感器相比，CP法制备的传感器从孵育溶液或真实样品中取出后，仍能保持显著更高的电化学响应，这直接证明了其吸附稳定性的巨大提升。此外，研究还观察到传感器电荷转移电阻（R_ct）随IAA浓度变化的规律，这可能归因于IAA在电极表面的不可逆氧化过程。

Conclusion

本研究成功采用恒定电位（CP）电聚合法制备了针型聚邻苯二胺（POPD）分子印迹电化学传感器，并将其应用于番茄果实中吲哚-3-乙酸（IAA）的活体分析。与循环伏安法（CV）制备的传感器相比，CP法制备的传感器能形成稳定吸附IAA的识别空腔，使得传感器可从样品中取出后进行检测，极大地拓展了其在活体分析中的应用前景。电化学阻抗谱（EIS）表征表明，由于IAA的不可逆氧化，其对电荷转移电阻有显著影响。