基于DNA级联放大与电容器协同作用的乙酰甲胺磷超灵敏精准检测智能自供能传感平台

《Microchemical Journal》：An intelligent self-powered sensing platform for ultrasensitive and precise detection of acetamiprid based on DNA cascade amplification combined with a capacitor

本文推荐一种创新型自供能传感系统，通过整合电容器、酶生物燃料电池（EBFC）与核酸扩增技术，实现了对乙酰甲胺磷（ACE）的超灵敏检测（线性范围1?fg/L–50?pg/L，检测限0.25?fg/L）。该系统以石墨炔（GDY）为电极基底材料，结合催化发夹组装（CHA）与杂交链式反应（HCR）级联放大信号，并利用电容器将灵敏度提升9.59倍，兼具高选择性、稳定性及智能手机实时监测功能，为食品安全检测提供新方案。

　　

Highlight

本研究成功合成了具有大比表面积和优异电化学性能的金纳米颗粒-石墨炔（AuNPs/GDY）复合材料，将其作为酶生物燃料电池的电极基底材料，为高性能传感分析奠定了坚实基础。此外，我们整合了基于寡核苷酸的信号放大技术与电容器，显著提升了自供能生物传感器平台的分析灵敏度和选择性。在优化条件下，该传感器对乙酰甲胺磷（ACE）表现出卓越的检测性能，线性范围为1?fg/L至50?pg/L，检测限低至0.25?fg/L（信噪比S/N?=?3）。该传感器还展现出良好的稳定性和选择性，即使在高出100倍浓度的常见农药存在下也无明显干扰。在实际黄瓜和番茄样本的检测中，回收率达到91.2%至98.6%，并通过标准方法验证了其准确性。

Conclusion

本研究成功开发了一种便携式智能自供能传感系统，通过电容器、酶生物燃料电池（EBFC）和核酸扩增技术的多技术集成，实现了对乙酰甲胺磷的超灵敏、精准检测。该平台不仅为实际样品中乙酰甲胺磷的检测提供了可靠的新方法，而且这种多技术融合策略有望拓展至更多应用场景。