近日，我所科研團隊在海洋赤潮藻毒素快速檢測方面取得重要研究進展。首次利用有機光電化學(xué)晶體管(OPECT)技術(shù)建立了海洋赤潮藻毒素大田軟海綿酸(OA)的超靈敏快速檢測平臺，為海洋環(huán)境污染和食品安全提供了一種新的檢測方法，而且也為OPECT在海洋綜合監(jiān)測中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

大田軟海綿酸是一種普遍存在的海洋生物毒素。它的檢測手段多基于大型儀器設(shè)備，存在成本較高、耗時長、操作繁瑣等問題。因此，亟需開發(fā)一種可靠、便捷、快速、靈敏的OA檢測新方法。OPECT是一種將光電化學(xué)(PEC)生物分析與有機晶體管技術(shù)適當結(jié)合的新興生物分析技術(shù)，為研究背景減少和自然放大的光-物質(zhì)-生物相互作用提供了一個很有前途的平臺。由于其獨特的信號放大結(jié)構(gòu)以及優(yōu)異的靈敏性有望成為監(jiān)測和預(yù)警海洋生態(tài)環(huán)境的重要工具。

該研究首次開發(fā)了一種用于海洋藻毒素OA快速檢測的OPECT生物傳感器。利用構(gòu)建的MXene@MnIn₂S₄ (MXMnIS)異質(zhì)結(jié)復(fù)合材料可有效提高光電信號，并通過OA和適配體之間的夾層免疫反應(yīng)，使Ru-C₃N₄納米酶催化4-氯萘酚氧化，在柵極上生成不溶產(chǎn)物，進而影響OPECT電流響應(yīng)。此外，構(gòu)建的納米酶介導(dǎo)OPECT生物傳感器表現(xiàn)出優(yōu)異的靈敏度和穩(wěn)定性，對OA的檢測限可低至 32.5 pM，對有效監(jiān)測海洋生態(tài)環(huán)境安全和食品安全具有重要意義。

相關(guān)研究成果發(fā)表在國際頂級學(xué)術(shù)期刊《Advanced Functional Materials》(SCI, IF=19.0, 中科院一區(qū)Top, Nature Index)。我所資環(huán)中心2022級聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生遲靜甜為該論文第一作者，鞠鵬副研究員為該論文通訊作者，我所為第一完成單位，中國海洋大學(xué)和自然資源部北海預(yù)報減災(zāi)中心參與了相關(guān)研究工作。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金、中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費、山東省海洋生態(tài)環(huán)境與防災(zāi)減災(zāi)重點實驗室開放基金等項目的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202407201.

OPECT生物傳感器構(gòu)建和檢測OA過程及機理