共晶镓-铟液态金属水凝胶实现了有机光电化学晶体管生物传感中的界面光栅调制

《Advanced Functional Materials》：Eutectic Gallium–Indium Liquid Metal Hydrogel Enables Interfacial Photogating Modulation in Organic Photoelectrochemical Transistor Biosensing

液金属光电子学中，通过EGaIn-MnO?模板解决液金属内聚力问题，结合HCR催化放大和抗坏血酸选择性降解实现OPEC器件在零偏压下光控生物门开关，成功检测黄曲霉毒素至2.6 fg mL?1。

　　

摘要

通过界面控制策略将共晶镓-铟液态金属（EGaIn-LM）集成到光子调控的生物电子设备中面临诸多挑战，例如EGaIn-LM在室温下的内聚性以及目标物质与EGaIn-LM之间的有效相互作用。本文展示了一种基于EGaIn-LM的多功能液态金属-水凝胶系统，该系统能够在有机光电化学晶体管（OPECT）中实现零栅压下的界面光栅调制。通过控制微滴的分散和封装过程，制备了一种二氧化锰包裹的液态金属（EGaIn-MnO₂）模板，以克服EGaIn-LM的内聚性问题。杂化链反应（HCR）放大的催化过程与抗坏血酸诱导的MnO₂壳层选择性降解相结合，使暴露的EGaIn-LM微滴能够在经过高电流增益2D Bi₂O₃/CaIn₂S₄纳米阵列改性的氧化锡基底上快速形成响应刺激的水凝胶栅极。这种栅极与电解质之间的关键机械屏障有效重新分配了内部电场，提供了卓越的通道电流调控能力。本研究为OPECT设备中的EGaIn-LM水凝胶界面建立了一个开创性框架，成功地将分子识别事件转化为界面重构信号。该OPECT实现了三个数量级的光电流调制，并能够超灵敏地检测霉菌毒素玉米赤霉烯酮，其检测限低至2.6 fg/mL^?1。

利益冲突

不存在需要声明的利益冲突。