磁性分离辅助熵驱动催化比率型电化学适体传感器用于水产品中Pb2+和Hg2+的双重检测：食品安全监测的高效放大策略

针对水产品中Pb2+和Hg2+协同毒性检测难题，研究人员开发了基于磁性分离辅助熵驱动催化（EDC）的比率型电化学适体传感器。该传感器以Fe@ZIF67-NH2为内参比电极，结合双EDC反应和磁分离技术，实现0.1-104 ng/mL线性范围及0.03 ng/mL级检测限，为复杂基质中重金属离子（HMIs）多重检测提供了高灵敏度解决方案。

　　

【研究背景】
重金属污染如同潜伏在餐桌上的"隐形杀手"，尤其是铅（Pb²⁺）和汞（Hg²⁺）这对"毒搭档"在水产品中的协同毒性，其危害远超单一金属的简单相加。传统检测方法如同"单腿走路"——比色法易受干扰离子欺骗，阳极溶出伏安法（ASV）则常因电极位点争夺而"误判敌情"。更棘手的是，现有技术难以捕捉重金属离子（HMIs）在真实环境中的"协同作案"证据。面对这一挑战，东南大学（SEU）的研究团队在《Journal of Environmental Chemical Engineering》发表了一项突破性研究，将熵驱动催化（EDC）这一"分子永动机"与磁性分离技术巧妙结合，打造出能同时追踪Pb²⁺和Hg²⁺的"智能传感器侦探"。

【关键技术】
研究团队采用三步核心技术：1）合成铁掺杂氨基化ZIF-67（Fe@ZIF67-NH₂）作为兼具导电性和稳定内参比的电极基底；2）设计双通道EDC反应体系，通过DNA链置换实现Pb²⁺和Hg²⁺信号的独立循环放大；3）引入磁珠（MBs）捕获碳点（CDs）标记的DNA产物，有效隔离干扰链降低背景噪声。实际样本检测采用市售干制海产品，以ICP-MS作对照验证。

【研究结果】
•材料表征：SEM显示Fe@ZIF67-NH₂呈550±50 nm模糊多面体，Fe₃O₄修饰使其比表面积提升至969.5 m²/g，XRD证实成功保留ZIF-67晶型结构。
•传感性能：传感器对Pb²⁺和Hg²⁺的检测限分别达0.1 ng/mL和0.03 ng/mL，较传统方法灵敏度提升1-2个数量级。干制海产品加标回收率96.4-107.0%，RSD<6.60%。
•抗干扰验证：磁分离使非特异性杂交信号降低82%，CDs/Fe@ZIF67-NH₂电流比（I_CDs/I_ZIF）有效抵消基质效应。

【研究意义】
这项研究首次将磁性分离技术引入HMIs的EDC检测体系，破解了多组分样本中DNA链交叉反应的"识别困局"。Fe@ZIF67-NH₂的"双面角色"设计（既是信号锚定点又是内参比）为比率型传感器提供了新范式。实际样本检测结果与ICP-MS的高度一致性，证实该策略在复杂食品基质中的实用价值，为食品安全监测和环境污染分析提供了可推广的技术模板。正如通讯作者wang xiaoying教授团队强调，这种"分离-放大-自校准"三位一体的设计理念，有望拓展至其他有害物质的多元检测领域。