Команда из Научного острова Китая разработала новый наноферментный зонд для высокоточного одновременного обнаружения вредных веществ за 10 минут

Репортаж от Wedoany，Центр оптоэлектроники Института оптики и точной механики Хэфэйского института физических наук Китайской академии наук добился нового прогресса в исследовании методов обнаружения вредных веществ в окружающей среде. Исследовательская группа успешно создала новый композитный мезопористый наноферментный зонд, состоящий из трех металлов: палладия, платины и иридия, который позволяет одновременно с высокой точностью обнаруживать как крупномолекулярные загрязнители бактериального типа, так и низкомолекулярные загрязнители гормонального типа. Соответствующие результаты исследования опубликованы в журнале Biosensors and Bioelectronics.

Источники загрязнения окружающей среды и пищевых продуктов в основном делятся на две категории: биологические вредные вещества (например, бактерии, вирусы) и химические вредные вещества (например, гормоны, остатки пестицидов). В таких сценариях, как мониторинг окружающей среды, защита общественного здоровья и безопасность, а также производство продуктов питания, точное обнаружение и отслеживание источников этих двух типов загрязнителей имеет решающее значение. Однако из-за огромной разницы в молекулярной массе одновременное обнаружение обычно требует использования различных технологических платформ, что делает процедуру сложной и замедляет скорость анализа.

Исследовательская группа использовала трехметаллический (палладий-платина-иридий) мезопористый нанофермент в качестве сигнальной метки для создания иммуноаналитической системы с сэндвич-конкурентным принципом, что позволило реализовать интегрированное одновременное обнаружение вредных веществ с различной молекулярной массой. Эта технология обладает двумя преимуществами: трехкомпонентная мезопористая каркасная структура обеспечивает множество каталитических центров, повышая пероксидазоподобную активность, чувствительность и динамический диапазон сигнала; высокошероховатая мезопористая поверхность эффективно увеличивает нагрузку детектирующих антител, улучшая способность захвата мишеней. Иммунохроматографический датчик, созданный на основе этой технологии, при одновременном обнаружении кишечной палочки и рактопамина в водной среде продемонстрировал отличную чувствительность: минимальная обнаруживаемая концентрация кишечной палочки составила 35 клеток/мл, минимальная обнаруживаемая концентрация рактопамина — 7,15 пг/мл (1 пг = 1*10⁻¹² г), погрешность повторных измерений составила менее 7%, а время анализа — всего 10 минут.

Докторанты Бай Вэньлун и Чжан Цзинь являются соавторами статьи, а доценты Ван Шу и Чжэн Шуай — соавторами-корреспондентами. Исследование было поддержано Национальным фондом естественных наук Китая, Национальной ключевой программой исследований и разработок и другими проектами.