纳米金功能化微探针引导的根际乙烯选择性催化传感技术

这篇研究开发了一种基于金纳米颗粒(AuNP)修饰工作电极(WE)的安培法乙烯微传感器，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），具有0.20 μM检测限和>3个月稳定性。该传感器成功应用于水稻根际乙烯梯度(6.8-25 μM)和实时释放动力学(0.16-3.7 μM·min-1)监测，为复杂微环境中痕量乙烯原位测绘提供了新范式。

　　

亮点

这项研究通过纳米金(AuNP)的几何限域效应，将乙烯催化路径精准导向乙醇生成，避免了传统传感器因乙烯氧化物积累导致的电极钝化问题。

材料

实验采用肖特玻璃(Schott-Rohrglas)毛细管、铂丝(Goodfellow, 50.8μm)和PVDF-HFP膜(Sigma-Aldrich)，关键试剂氯金酸(HAuCl₄·4H₂O)与β-环糊精共同构建催化界面。

AuNP功能化微传感器架构

传感器通过电化学氧化-葡萄糖还原法在WE尖端形成粉红色金纳米层，透射电镜(TEM)显示其由5-8 nm AuNP组成，X射线光电子能谱(XPS)证实表面存在Au⁰/Au⁺混合价态。这种"纳米珊瑚"结构使乙烯转化效率提升3.2倍。

结论

该传感器在435 nm光照下捕捉到水稻最高乙烯释放量(55 μM)，其PEG抑制路径和氟聚合物膜设计，为植物-微生物互作研究和大气光化学污染监测提供了革命性工具。

作者贡献声明

康福星(通讯作者)提出"纳米限域催化"核心概念；张星辉优化电极架构；毕飞完成传感器性能验证；刘彤彤参与实验设计。

利益冲突声明

作者声明无财务或个人关系影响本研究。

致谢

感谢国家自然科学基金(42177389)和中央高校基本科研业务费(KYZ201870)资助。

人物侧写

毕飞——这位追逐"植物密语"的硕士生，正用传感器破译农作物在农药胁迫下向土壤微生物发送的乙烯"SOS"信号，仿佛在解读植物界的摩斯密码："土壤小队，速来支援！"