金纳米颗粒功能化微传感器：实现植物根际痕量乙烯原位监测的新突破

本文推荐一种基于金纳米颗粒（AuNP）修饰工作电极（WE）的安培型乙烯微传感器，通过聚乙二醇（PEG）抑制路径实现乙烯选择性氧化为乙醇（+400 mV极化），检测限低至0.20 μM（线性范围0.5-100 μM，R2=0.998），兼具>3个月稳定性。计算化学与质谱（MS）证实纳米几何限域效应导向乙醇生成路径，规避NH3/H2/PH3干扰，其气体渗透膜设计可解析根-土界面乙烯动态梯度（6.8-25 μM）与释放动力学（0.16-3.7 μM·min?1），为复杂微环境痕量气体原位测绘提供新范式。

　　

Highlight

这项研究成功构建了一种基于金纳米颗粒（AuNP）修饰工作电极（WE）的安培型乙烯微传感器，为复杂环境中痕量乙烯的原位监测提供了创新解决方案。

AuNP功能化微传感器架构

该微传感器的卓越灵敏度和操作稳定性源于其结合AuNP工程与优化电极结构的层级纳米设计。制备过程始于金电镀WE尖端的电化学氧化，形成亚稳态粉红色金离子胶体界面，随后通过碱性葡萄糖化学还原获得坚固的AuNP涂层。

为表征AuNP形态，我们通过机械剥离AuNP层进行后续分析（此处省略具体表征方法描述）。

结论

本研究开发的AuNP修饰WE微传感器通过PEG抑制路径，在+400 mV极化电位下实现乙烯向乙醇的高选择性氧化，具备0.20 μM检测限、0.5–100 μM宽线性范围（R2=0.998）及超3个月稳定性，其气体渗透氟聚合物膜设计可实时解析根-水/土界面乙烯动态，为植物-环境互作研究提供了革命性工具。