同济大学–基于双功能石墨烯信号放大和可控巯基组装BiOBr/Ag-NP微界面的无固定化阿特拉津光电化学适体传感器

无固定化传感器（IFS）不需要将识别元件固定到电极表面，由于其可重复使用电极的独特优势，不受识别元件负载的限制，并且不容易改变探针的结构，因此受到了越来越多的关注。在本工作中，基于可重复使用的具有超快电荷转移的BiOBr/Ag-NP基底电极，提出了一种用于阿特拉津（ATZ）超灵敏检测的有效的可见光驱动无固定化光电适体传感器。可控硫醇被用作光电信号的调节剂。巧妙设计的双功能石墨烯不仅可以通过强大的π–π堆叠效应作为ATZ适体的分子“桥梁”，获得石墨烯-适体复合物，作为同质识别元件，还可以作为定量检测目标物质的信号调制开关。得益于上述因素的协同作用，所提出的传感器能够以1.2pM的低检测限和5.0pM至10.0nM的宽线性范围超灵敏和高选择性地检测真实水样中的ATZ。此外，它还显示出高稳定性、良好的选择性和较强的抗干扰能力。因此，这项工作为设计先进的无固定化光电传感器和方便的环境污染物检测提供了新的视角。

图1.无固定化石墨烯信号放大适体传感器的构建示意图。

图2. (A) BiOBr和BiOBr/Ag NP的XRD和(B) Mott–Schottky图。

图3. BiOBr/Ag纳米颗粒的高分辨率XPS光谱：（A）O1s，（B）Bi4f，（C）Br3d和（D）Ag3d。红线和蓝线分别表示峰值模拟和基线。从粉红色和绿色的线条中识别出去卷积的峰。

图4. BiOBr、BiOBr/Ag NPs、BiOBr/Ag NPs/MCT和BiOBr/Ag NPs/MCT/GN的UV–vis DRS光谱（A）、光学带隙的Tauc图图像（B）、I–t曲线（C）和奈奎斯特图（D）。

图5. （A） 适体传感器在与0至50nM的不同浓度的ATZ溶液孵育后的光电流响应。（B） 光电流密度增量（Δj）和ATZ浓度（CATZ）之间的关系，插图是光电流密度增加和ATZ密度对数（logCATZ）的线性校准曲线（误差条由n=3计算）。

图6. （A） 适体传感器的选择性测试，其中ATZ的响应比率（R%）设置为100%。（B） BiOBr/Ag-NP/MCT电极在连续切换灯10次后的光电流响应。

图7. 无固定化适体传感器的信号调节机制示意图。

相关研究成果由同济大学Meichuan Liu等人2023年发表在Analytical Chemistry (链接:https://doi.org/10.1021/acs.analchem.3c03219)上。原文：Immobilization-Free Photoelectrochemical Aptasensor for Atrazine Based on Bifunctional Graphene Signal Amplification and a Controllable Sulfhydryl-Assembled BiOBr/Ag NP Microinterface。