双波长极性可切换光电化学传感器实现花生过敏原Ara h1与β-乳球蛋白近同步便携检测

针对食品过敏原检测效率低、便携性差的问题，研究人员开发了一种基于COF@Au2Pt和HOF-101的双波长极性可切换光电化学（PEC）传感器，实现了花生过敏原Ara h1（1-200 ng/mL）与β-乳球蛋白（1-1000 ng/mL）的高灵敏度（LOD分别达0.28和0.5 ng/mL）、近同步检测。该传感器通过光电流极性切换（980 nm下"阴极-阳极-阴极"转换，460 nm下"开-关-开"响应）和便携式设计，为食品安全现场监测提供了创新解决方案。

　　

研究背景
随着食品过敏发病率在全球范围内持续攀升，花生和牛奶成为引发致命性过敏反应的主要元凶。传统检测方法如高效液相色谱（HPLC）和酶联免疫吸附试验（ELISA）虽准确但依赖大型设备，而现有光电化学（PEC）传感器多局限于单靶标检测且易出现假阳性。如何实现多过敏原的快速、精准、便携检测，成为食品安全领域亟待突破的技术瓶颈。

研究机构与技术方法
集美大学的研究团队创新性地将氢键有机框架HOF-101与负载金铂纳米颗粒（Au₂Pt）的共价有机框架（COF）结合，构建双波长响应体系。通过DNA适配体介导的磁性分离、G-四链体/血红素（hemin）复合物信号放大等技术，在屏幕印刷电极（SPE）上实现靶标捕获与信号转换。

研究结果
1. 材料表征
透射电镜显示HOF-101呈棒状结构，扫描电镜证实D-TA COF为450 nm均匀球体。Au₂Pt纳米颗粒原位生长于COF表面，X射线光电子能谱验证了Au⁰/Au³⁺和Pt⁰/Pt²⁺的共存态。

2. 传感机制
在980 nm光照下，COF@Au₂Pt通过改变电子转移路径使HOF-101的阴极信号转为阳极；460 nm下则削弱HOF-101信号。G-四链体/hemin复合物进一步将阳极信号切换回阴极（980 nm）并增强阴极响应（460 nm），形成独特的"极性可切换"模式。

3. 分析性能
Ara h1和β-乳球蛋白的检测线性范围分别为1-200 ng/mL和1-1000 ng/mL，检测限低至0.28 ng/mL和0.5 ng/mL。实际样品加标回收率在93.2%-106.8%之间，优于传统ELISA方法。

结论与意义
该研究首创的双波长极性可切换策略，通过HOF-101与COF@Au₂Pt的协同作用，解决了多靶标PEC传感器信号干扰难题。便携式设计配合智能手机读数，使过敏原现场检测效率提升10倍以上。发表于《Sensors and Actuators B: Chemical》的这项成果，为开发新一代食品安全监测设备提供了范式转换思路。