基于银纳米导电墨水纸基电化学传感器的唾液甲苯胺蓝无创检测新方法

本研究针对传统甲苯胺蓝(TB)检测方法操作复杂、成本高的问题，开发了基于银纳米导电墨水(AgNPs)的纸基电化学传感器。通过"笔写纸基"(pen-on-paper)技术构建柔性电极，实现了10-1000 nM线性范围内TB的高灵敏度检测(LLOQ=10 nM)，在唾液样本中验证了其临床适用性，为癌症诊断和环境监测提供了便携式检测新平台。

　　

在癌症诊断和环境监测领域，甲苯胺蓝(Toluidine Blue, TB)作为一种重要的噻嗪类异染染料，其检测具有重要意义。传统检测方法如色谱法和光谱法虽然准确，但存在设备昂贵、操作复杂等局限。特别是在临床应用中，急需开发低成本、便携式的快速检测技术。来自伊朗大不里士医科大学的研究团队创新性地将银纳米导电墨水(AgNPs-based ink)与纸基微流控技术结合，开发出具有突破性的柔性电化学传感器。

研究团队采用"笔写纸基"(pen-on-paper)技术，在照相纸表面直接绘制三电极系统。这种创新方法使传感器具备优异的机械柔韧性，经反复弯折仍保持5.2Ω的低电阻。通过场发射扫描电镜(FE-SEM)表征显示，直径50nm的银纳米颗粒均匀分布在纸纤维表面，形成2-5μm厚的导电网络。特别值得注意的是，该传感器在100°C高温和潮湿环境下仍保持稳定性能，解决了传统纸基器件环境耐受性差的关键问题。

在技术方法上，研究主要采用：1)银纳米导电墨水的制备与表征；2)笔写纸基电极的图案化设计；3)电化学检测技术(CV/SWV/DPV/ChA)优化；4)使用健康志愿者唾液样本进行方法验证。通过系统研究，获得了以下重要发现：

3.1 电学特性与稳定性

导电墨水在纸基上展现出卓越的稳定性，经100次弯折测试后无结构损伤。在100°C高温下电阻仅5.2Ω，湿度测试中ΔR=2.7Ω，证实了其在恶劣环境下的适用性。厚度依赖性研究表明，较薄的导电线条(3.18Ω)比厚线条(13Ω)具有更优的导电性能。

3.2 电化学传感机制

通过Fe(CN)₆^3-/4-氧化还原电对作为媒介体，建立了TB的特异性检测机制。CV测试显示，TB的加入使氧化峰电流从848.5μA增至1643.9μA，证实了AgNPs对电子转移的促进作用。研究详细阐明了TB在电极表面的氧化还原过程：TB(reduced)→TB(oxidized)+e^-。

3.3 分析性能

传感器对TB的检测线性范围为10-1000nM，回归方程I_p(μA)=8.5083C_TB+6173.3(R²=0.9974)。在唾液样本中仍保持优异性能，LLOQ为10nM，满足临床检测需求。干扰实验表明，除Gly、AA等少数物质外，传感器对TB具有良好选择性。

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   方法验证

   重复性测试显示，在10-1000nM浓度范围内，RSD为4.33%-7.3%。虽然传感器在72小时后性能有所下降，但其低成本特性支持作为一次性设备使用。

这项发表在《Talanta Open》的研究具有多重意义：首先，将贵金属纳米材料与廉价纸基材结合，大幅降低了传感器成本；其次，提出的"笔写"制造技术简化了生产工艺，有利于规模化生产；最重要的是，为TB的即时检测(POCT)提供了可行方案，在癌症早期筛查和环境监测领域具有广阔应用前景。研究也存在一些局限，如对某些氨基酸干扰物的抗干扰能力有待提高，以及长期稳定性需要进一步优化。这些发现为开发新一代柔性生物传感器提供了重要参考。