仿生亲疏水图案化金纳米颗粒-聚离子液体薄膜用于17β-雌二醇的超灵敏双信号检测

本文创新性地构建了受沙漠甲虫启发的亲疏水（HI-HO）图案化薄膜，通过将疏水性金纳米颗粒（GNPs）与亲水性聚离子液体甲基丙烯酸甲酯（PILMMA）球体交织成非密堆积面心立方（FCC）结构，实现了17β-雌二醇（E2）的双模式检测。该材料兼具反射（RE）和荧光（FL）信号，利用局部表面等离子体共振（LSPR）效应将检测灵敏度提升至1.5 nM，11分钟内即可完成可视化检测，在食品安全和医学诊断领域具有重要应用价值。

　　

亮点

本研究开发的GNPs-PILMMA-PMIP薄膜具有三大突破性功能：1）模拟甲虫背部的亲疏水富集效应；2）同步产生红色反射（λ_em: 675 nm）和紫色荧光（λ_em: 350 nm）信号；3）通过~61 nm大尺寸金纳米颗粒（GNPs）的局域表面等离子体共振（LSPR）实现光学增强。这种"三合一"设计使薄膜能像沙漠甲虫般高效捕获目标分子。

材料与方法

GNPs-PILMMA-PMIP薄膜制备

如图1所示，采用悬浮聚合法将疏水性GNPs嵌入亲水性E2印迹的PILMMA球体中，通过6-7天的垂直对流自组装形成类甲虫背部图案的周期性结构。其中离子液体单体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯赋予材料荧光特性，而GNPs的LSPR效应显著增强了光学信号。

结论

该仿生薄膜实现了对E2的超灵敏（1.5 nM）、快速（11分钟）和选择性检测，实际样品回收率达87.0%-111.2%。检测时无需专业设备，通过肉眼观察RE和FL信号变化即可完成分析，为食品安全监测和医疗诊断提供了革命性的便携式检测方案。