基于时间分辨方波伏安法的可抛弃式电动微流控非酶通道传感器在体液代谢物分离分析中的应用

这篇研究创新性地开发了一种基于时间分辨方波伏安法（trSWV）的电动微流控通道（ECMC）传感器，实现了尿素、乳酸、尿酸和葡萄糖的非酶分离检测。通过优化AuCuCo合金催化剂和聚苯并三噻吩（pTBA）导电聚合物界面，系统在汗液/唾液中展现出高灵敏度（LOD低至0.27μM）和优异分离效率（按分子量分离时间52.5-133秒），为代谢综合征（如糖尿病、痛风）的POCT（床旁检测）提供了新策略。

　　

Highlight

本研究亮点在于开发了一种结合电动微流控分离与时间分辨方波伏安法（trSWV）的创新平台，实现了体液代谢物的"芯片实验室"（Lab-on-a-chip）式精准分析。

Results and discussion

如方案1所示，该可抛弃式传感器通过AuCuCo合金纳米颗粒锚定在功能化聚苯并三噻吩苯甲酸酯（pTBA）上的独特设计，展现出对四种代谢物的协同催化活性。表面分析（FE-SEM/XPS）证实合金中Cu²⁺/Co³⁺的未占据d轨道显著提升了电子转移效率。在优化AC频率（15Hz）和振幅（0.8V）后，系统成功将尿素（52.5秒）、乳酸（91秒）、尿酸（115.5秒）和葡萄糖（133秒）按分子量"排队"分离，就像微流控通道里上演了一场代谢物"马拉松"。

Conclusions

该trSWV-ECMC平台突破了传统电化学传感器无法区分相似氧化电位的局限，无需色谱柱即实现代谢物分离检测，对监测糖尿病（动态范围0.05-5mM）和痛风（LOD 0.27μM尿酸）具有重要临床意义。就像给每个代谢分子配发了"电子身份证"，让它们在微流道中"刷脸通行"。