基于适配体开关水凝胶的一步式、信号触发且无需改性的电化学传感平台

《Analytical Chemistry》：One-Step, Signal-On, and Modification-Free Electrochemical Sensing Platform Based on Aptamer Switch Hydrogel

　　电化学传感器研究常面临工艺复杂和干扰信号问题。本文开发一种aptamer-嵌入DNA水凝胶电化学传感平台（Apt-HE-Sensor），通过固液界面到凝胶相的目标识别，触发水凝胶分解加速探针扩散，实现一步信号-on检测。以四环素为例，该平台在1-1500 μmol/L范围内线性良好（R2=0.998），检测限0.58 μmol/L，且适用于实际水样检测，通过aptamer替换可拓展目标检测种类，为环境与医疗现场实时监测提供新方案。

　　

电化学传感器的研发过程通常涉及复杂的制备/操作步骤以及信号输出方式，这些因素严重限制了其重复性和实用性。在这里，我们提出了一种基于适配体的、对目标物质具有响应性的DNA水凝胶电化学传感平台（Apt-HE-Sensor），该平台能够实现一步式检测并在检测到目标物质时立即输出信号，从而无需进行电极修饰、液体转移和清洗等步骤。通过将嵌入适配体的DNA水凝胶作为屏障层集成到裸电极上，目标物质的识别过程从固液界面扩展到溶液-凝胶相。当目标物质与适配体结合时，会触发水凝胶屏障层的分解，从而加速电活性探针向电极表面的扩散。以四环素作为模型目标物质时，该传感平台能够实现宽广的线性检测范围（1–1500 μmol/L），检测限为0.58 μmol/L，并且在实际水样中仍能保持优异的检测性能。此外，通过更换不同的适配体，该平台还能对不同目标物质进行有效区分，显示出很高的通用性。这种方法为环境和健康应用中实时监测小分子和生物分子提供了一种简单高效的解决方案。