基于介孔二氧化硅纳米通道分离富集集成技术的超灵敏电化学发光检测微囊藻毒素

为解决复杂样品中微囊藻毒素(NOD)直接检测灵敏度不足的难题，研究人员开发了一种基于原位生长介孔二氧化硅薄膜(MSFs)的电化学发光(ECL)适配体传感器。该平台通过NOD-适配体复合物对Ru(bpy)32+的栅控效应实现信号调控，检测限低至3.14×10?5 ng/mL，成功应用于饮用水监测，为环境毒素检测提供了新范式。

　　

微囊藻毒素(NOD)这种由泡沫节球藻产生的环状五肽肝毒素，正悄然威胁着人类健康。这种毒素不仅具有极强的基因毒性和胚胎毒性，还能在生物体内富集转化，长期接触可能诱发癌症。更令人担忧的是，泡沫节球藻广泛分布于海水和湖泊中，未经处理的饮用水可能成为NOD侵入人体的通道。然而，现有检测方法如酶联免疫吸附试验(ELISA)存在灵敏度低、易假阳性等问题，难以满足复杂环境样品的检测需求。面对这一挑战，福建某研究团队在《Microchemical Journal》发表了一项突破性研究，开发出全球首个基于介孔二氧化硅薄膜(MSFs)的电化学发光(ECL)适配体传感器，为NOD检测提供了超灵敏解决方案。

研究团队采用三项核心技术：1) 通过St?ber溶液法在氧化铟锡(ITO)电极表面原位生长垂直有序的MSFs；2) 利用(3-氨丙基)三甲氧基硅烷(APTMS)对MSFs进行氨基功能化修饰，再通过酰胺化反应偶联羧基化适配体；3) 基于NOD-适配体复合物对Ru(bpy)₃²⁺的栅控效应建立ECL信号抑制检测模型。

Characterization of the APTMS/MSFs/ITO-based sensing platform
通过静电自组装形成的有序纳米通道不仅可排除大分子干扰，其带负电的硅醇基还能富集Ru(bpy)₃²⁺，使ECL信号显著增强。透射电镜和氮气吸附-脱附测试证实MSFs具有2-50 nm可调孔径和高达1000 m²/g的比表面积。

Conclusion
该传感器在0.001-100 ng/mL范围内呈现优异线性关系，检测限比ELISA提升4个数量级。实际水样检测回收率达95.2-103.8%，证实其抗干扰能力和可靠性。

这项研究的意义在于：首次将MSFs的筛分功能与适配体的特异性捕获能力相结合，创建"筛分-捕获"一体化检测新策略；开发的原位生长技术简化了传统球形介孔硅材料的复杂修饰流程；为环境毒素监测提供了超灵敏、低成本的技术手段，对保障饮用水安全具有重要实践价值。Xinyan Zhang等研究者通过跨学科创新，不仅填补了ECL技术检测NOD的空白，也为其他小分子污染物的检测提供了普适性方法学参考。