李德, 王楠, 杨华伟, 马姣

应用化学 2022, 39 (9): 1464-1474. DOI:10.19894/j.issn.1000-0518.220165

摘要（496）

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复杂组分在传感界面的非特异性吸附会严重影响传感器的灵敏度与准确度。虽然构建致密的亲水性抗污涂层能够抑制表面非特异性吸附，但是其绝缘性又会显著增大传感界面阻抗，严重削弱响应电流。因此，如何兼顾传感界面抗污性与导电性，构建灵敏的传感基底是电化学免疫传感器目前急需解决的关键问题。为此，利用镓化铟液态金属（Liquid Metal， LM）原位引发乙烯基吡咯烷酮（N-vinylprrolidone， NVP）聚合，同时利用壳聚糖（Chitosan， CS）与聚乙烯基吡咯烷酮（poly（N-vinylprrolidone）， pNVP）之间强烈的氢键结合作用，再分步交联成功获得一种半互穿网络水凝胶传感界面，并以此构建电化学免疫传感器。研究表明，所构建的传感器能够对胃动素实现灵敏检测，线性范围为10 pg/mL~10 μg/mL，检测限为6.91 pg/mL（S/N=3），并且在5%的血清样品中检测结果不受影响。此外，所构建的免疫传感器也显示出优异的重复性、稳定性和选择性。以上结果成功证明了基于液态金属纳米复合凝胶作为电化学传感基底的可行性，也为其它电化学免疫传感器的构建提供重要的借鉴意义。

图6 （A）免疫传感器对不同浓度胃动素的SWV响应；（B）免疫传感器对不同浓度胃动素的相应动态响应范围和校准曲线；（C）免疫传感器在在5%（体积分数）山羊血清溶液的校准曲线；（D）免疫传感器在在10%（体积分数）山羊血清溶液的校准曲线（误差条代表3次重复测定的标准偏差）

鉴于上述凝胶界面优异的抗污性能，考察了所构建的免疫传感器在血清中的检测效果。在此利用方波伏安法（SWV）监测信号响应。便于对比分析，首先考察了免疫传感器在缓冲溶液中的检测效果。如图6A所示，由于胃动素在电极表面上的累积阻止了电子转移，SWV电流信号随着胃动素浓度增加而逐渐降低。通过对响应电流进行处理发现，响应电流与检测浓度的对数值呈现出良好的线性关系。如图6B所示，传感器的响应范围为10 pg/mL~10 μg/mL， I=-2.94lg ρ+37.54，相关系数为0.997，检测限（LOD）为6.91 pg/mL（ S/ N=3）。这是因为LM-pNVP/CS ₂凝胶大的比表面积以及CS上的氨基能够为抗体提供大量的活性位点，并且凝胶良好的导电性使得对微量抗原的识别发生灵敏响应，因此传感器具有较宽的检测范围以及较低检测限。