CoOOH@PDA复合纳米材料双通道三信号传感平台的构建及其在强碱性环境下的实时监测应用

本研究针对碱性环境下实时监测技术瓶颈，构建了基于聚多巴胺包覆羟基氧化钴(CoOOH@PDA)的便携式双通道三信号(DCTS)传感平台。通过抗体-适配体夹心复合物形成机制，结合磁分离技术，实现了对沉淀物和上清液的双重检测。创新性地整合气压-比色双模式传感与三信号放大压力传感，在强碱性条件下完成对皮质醇的高灵敏度检测，为极端环境POCT提供了新策略。

　　

在即时检测(POCT)技术快速发展的背景下，环境监测和疾病诊断对便携式传感器的需求日益增长。然而，现有技术面临三大挑战：碱性环境下的信号响应不足、单信号检测抗干扰能力弱、以及检测系统整体优化缺失。特别是传统比色法依赖OPD/TMB等显色剂，在酸性-中性条件下表现良好，却难以适应碱性环境。此外，多数传感器仅利用磁分离后的单一组分（上清液或沉淀物），导致检测结果可靠性不足。

针对这些关键问题，贵州大学药学研究院的研究团队开发了一种创新性的解决方案。他们通过构建CoOOH@PDA复合纳米材料，首次实现了强碱性环境下的高效催化活性。相关研究成果发表在《Sensors and Actuators B: Chemical》，展示了一种双通道三信号(DCTS)传感平台，该平台巧妙整合了气压传感与比色检测的双重优势。

研究采用四项核心技术：1）通过PDA涂层修饰增强CoOOH纳米片的催化活性；2）利用Fe₃O₄-Ab磁珠构建免疫捕获系统；3）开发808 nm激光触发的三信号放大机制（光热效应、NH₄HCO₃热分解、CAT活性增强）；4）建立智能手机辅助的RGB比色分析系统。

【材料表征】
SEM和TEM显示，CoOOH@PDA复合材料成功保留了纳米片的多边形结构，PDA涂层使厚度显著增加。UV-vis光谱证实材料在碱性条件下保持稳定，为后续传感应用奠定基础。

【检测机制】
研究以皮质醇为模型分析物，构建"抗体-适配体"夹心复合物。磁分离后，上清液中游离的CP-Apt催化H₂O₂分解产生O₂，既增加密闭系统气压，又氧化邻苯三酚显色。沉淀物中的复合物则通过光热效应触发三重信号放大：808 nm激光使MBs升温，促使NH₄HCO₃分解产生CO₂/NH₃，同时增强CP的CAT活性加速O₂生成。

【性能比较】
三信号放大压力传感器检测限更低（0.03 ng/mL），而气压-比色双模式传感器更适合常规检测。两者在pH 10-12的强碱性环境下均表现稳定，突破了传统比色法的pH限制。

该研究的突破性在于：1）首次实现碱性环境下的DCTS检测；2）通过双通道相互验证提高准确性；3）模块化设计使其可通过更换抗体/适配体检测其他靶标。特别是将智能手机集成到检测系统，大大提升了POCT设备的可及性。研究不仅为极端环境监测提供了新工具，其信号放大策略对发展多功能传感平台具有重要启示意义。