氮掺杂多壁碳纳米管/银纳米颗粒复合电化学适配体传感器实现铜绿假单胞菌超灵敏检测

针对铜绿假单胞菌（P. aeruginosa）耐药性强、传统检测方法耗时等问题，研究人员开发了一种基于F23适配体功能化N掺杂MWCNTs/AgNPs复合材料的电化学传感器。通过优化Ag/C比为1:10，该传感器实现了0.0798 CFU·mL?1 的检测限和10?1 -106 CFU·mL?1 的线性范围，为环境监测和临床诊断提供了便携高效的解决方案。

　　

铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）是医院感染的主要病原体之一，其多重耐药性和强大的生物膜形成能力使得传统抗生素治疗面临严峻挑战。更棘手的是，现有检测方法如细菌培养、PCR和ELISA虽然特异性高，但普遍存在耗时长、设备依赖性强、操作复杂等缺陷。在临床实践中，快速、灵敏且便携的检测手段成为迫切需求，这正是电化学生物传感器技术大显身手的领域。

天津的研究团队在《Bioelectrochemistry》发表了一项突破性研究，他们巧妙地将氮掺杂多壁碳纳米管（N-doped MWCNTs）与银纳米颗粒（AgNPs）复合，构建出能实现单细胞级别检测的超灵敏传感器。这项研究的核心创新在于通过精确调控Ag/C比例（1:10），使材料同时具备优异的导电性和生物相容性，再结合特异性识别P. aeruginosa表面标志物的F23适配体，最终打造出性能卓越的检测平台。

研究采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等技术表征材料特性，通过循环伏安法（CV）和电化学阻抗谱（EIS）评估电化学性能。结果显示，优化后的N-doped MWCNTs/AgNPs-10复合材料比表面积显著增加，电荷转移电阻降低85%。传感器对P. aeruginosa的检测限低至0.0798 CFU·mL^?1
，且能有效区分其他常见干扰物如尿酸和抗坏血酸。

在材料表征部分，XPS分析证实氮的成功掺杂（含量达6.8 at%），SEM显示AgNPs均匀分散于MWCNTs表面。电化学测试中，1:10 Ag/C比例的复合材料表现出最小的电荷转移电阻（R_ct
=32 Ω）和最高的电化学活性面积（ECSA=12.5 cm²
）。适配体修饰后，传感器对P. aeruginosa的响应信号比对照菌株高15倍以上。

这项研究的意义不仅在于创造了性能指标突出的检测工具，更开创了金属-碳纳米复合材料精确调控的新范式。其便携式设计特别适合基层医疗机构使用，而单细胞级别的灵敏度则为早期感染预警提供了可能。正如通讯作者Huayi Li和Zhengchun Yang强调的，这种将材料科学与分子识别技术融合的策略，为应对全球抗生素耐药危机提供了崭新的技术路径。