在河南中医药大学纳米药物技术实验室里,来自本草书院的一群大学生围绕中药材农药残留定量检测特异性“差”、检测灵敏度“低”、价格昂“贵”、检测时间“长”等关键技术难题,将前沿的纳米材料与巧妙的聚合反应“信号复印”技术相融合,成功研发出一种如U盘般大小的便携式智能电化学传感平台。这项创新成果有望将过去只能在专业实验室完成的精密检测,便捷地带入田间地头、社区诊所甚至家庭厨房。
这项技术的核心在于其双重信号放大策略。研究团队首先精心构建了一个基于特殊纳米材料的电化学传感界面。这些纳米材料如同微小的“脚手架”,提供了巨大的表面积,能高效“捕获”并固定目标检测物。更关键的是第二步——团队引入了独特的“聚合反应信号放大”机制。当目标物被捕获后,会触发一系列精密设计的酶促化学反应。这一过程如同高效的“信号复印机”,能驱动大量特定分子快速聚合沉淀在传感界面,将原本微弱的检测信号层层放大,最终转化为设备清晰可读的强电信号。
“想象一下,检测一滴水里的微量物质如同大海捞针,”团队核心成员柯同学解释道,“我们的纳米平台精准‘定位’目标,而聚合反应就像给这根‘针’不断裹上厚厚的显眼外衣,让它变得极易被‘看见’。这种策略确保了检测既灵敏又准确。”该设备最大的亮点在于其高度集成化与智能化。复杂的纳米传感界面与信号放大系统被浓缩集成至指甲盖大小的检测芯片上。配套的便携式U盘电化学工作站,用户只需简单滴加2-3滴待测样本,一键操作,几分钟内即可在手机APP上直接读取清晰的定量检测结果,摆脱了对大型仪器和专业操作人员的依赖。(李雯 牛金娜)