高可靠性电化学比率型适配体传感器用于复杂水产品中痕量重金属离子(Pb2+ /Hg2+ )的超灵敏同步检测

针对复杂基质中痕量重金属离子(HMIs)协同毒性检测的难题，东南大学团队开发了基于熵驱动催化(EDC)的比率型电化学适配体传感器。通过优化ZIF67@CNTs-NH2 修饰电极与信号放大策略，实现了Pb2+ (0.2 ng mL?1 )和Hg2+ (0.1 ng mL?1 )的超灵敏同步检测，为食品安全监测提供了高可靠性技术框架。

　　

随着水产养殖业的蓬勃发展，重金属污染已成为威胁食品安全的重要隐患。更令人担忧的是，铅(Pb²⁺
)和汞(Hg²⁺
)等重金属离子在共存时会产生协同毒性效应，其危害远超单一金属污染。传统检测方法如ICP-MS虽精准但操作复杂，而常规电化学传感器又易受复杂基质干扰。东南大学研究团队在《Food Chemistry》发表的这项研究，开创性地将熵驱动催化(EDC)与比率型检测策略相结合，为这一难题提供了创新解决方案。

研究团队主要采用四种关键技术：(1)构建ZIF67@CNTs-NH₂
修饰电极作为稳定内参；(2)设计G-四链体与T-Hg-T特异性适配体；(3)开发EDC介导的信号放大系统；(4)建立"信号开启"型比率检测模型(I_CDP
/I_ZIF67
和I_CDH
/I_ZIF67
)。实验样本来源于市售水产品，结果经ICP-MS验证。

【Chemical reagents and apparatus】
研究通过系统筛选优化了以ZIF67@CNTs-NH₂
为核心的纳米复合材料，其独特的菱形十二面体结构(扫描电镜证实)为DNA探针固定提供了理想载体。

【Characterization of ZIF67@CNTs-NH₂
】
表征结果显示，碳管掺杂使材料电导率提升3.2倍，且DPV信号波动<2.1%，满足内参物质稳定性要求。

【Conclusions】
相比传统方法，该传感器展现出三大突破：首先，检测限较文献报道降低1-2个数量级；其次，抗干扰测试显示，在10倍浓度其他金属离子存在下，信号偏差<4.8%；再者，实际样本回收率达93.7-106.2%。

这项由Qin Tao等完成的研究，通过EDC反应实现信号级联放大，将检测灵敏度推升至亚ng mL^?1
水平。更重要的是，其建立的"适配体识别-EDC放大-比率输出"技术框架，为多目标污染物同步检测提供了普适性方案，对发展新一代食品安全快检技术具有里程碑意义。研究不仅解决了复杂样本基质干扰的行业痛点，其提出的"信号开启"设计理念更为高精度生物传感器研发指明了新方向。