基于g-C3N4三元复合物修饰的柔性可抛弃丝网印刷电极开发无线维生素B2传感器及其在食品检测中的应用

本推荐介绍一项创新性电化学传感研究：研究者通过柔性可抛弃式自制丝网印刷电极（HSPE）结合g-C3N4基三元复合材料，开发出高灵敏度无线核黄素（RF）传感器。该传感器具备低检测限（2.78 nM）、高灵敏度（1724.76 μA μM?1 cm?2）和快速响应（5秒）等优势，可成功应用于多种食品实时检测，并集成物联网（IoT）技术实现远程监控，为临床诊断与食品工业提供便携解决方案。

　　

Highlights

• 开发出基于纤维素包覆桑纸基底的可抛弃柔性自制丝网印刷电极（HSPE）。

• 采用双金属（Y和Zr）掺杂g-C₃N₄与介孔二氧化硅的三元复合材料修饰工作电极。

• 该传感器展现出卓越分析性能：高选择性、高重现性、低检测限（2.78 nM）、高灵敏度（1724.76 μA μM^?1 cm^?2）、5秒快速响应及宽线性检测范围（0.01–0.8 μM）。

• 成功在多种食品（米饭、豆类、鸡肉、土豆、酸奶）中实现实时RF检测，回收率良好。

• 集成基于Arduino Nano 33 IoT的便携无线传感设备，通过开放式电路电位（OCP）变化检测RF，并借助安卓移动应用实现远程监控。

Conclusion

总而言之，本研究在电化学RF检测领域实现重要突破。我们成功研制出一种新型HSPE，有效克服了当前RF检测方法的诸多局限。利用纤维素涂层桑纸作为基底，结合双金属（Y与Zr）掺杂g-C₃N₄及介孔二氧化硅的三元复合材料，制备出兼具可抛弃性、柔性与高灵敏度的电极。该HSPE表现出卓越性能，具备高选择性、重现性、低检测限与高灵敏度，响应时间短且线性范围宽。在实际食物样本中成功进行实时RF检测进一步突显其应用潜力。此外，该传感系统与便携式无线设备集成，通过物联网技术实现数据无线传输与远程监控，展现出与大型实验室系统相媲美的检测性能，极具商业化推广前景。