MXene支撑银纳米粒子智能水凝胶：基于收缩效应的高性能多通道SERS传感增强策略及其在生物医学检测中的应用

　　本文报道了一种基于MXene支撑银纳米粒子（AgNPs）的智能水凝胶SERS传感平台（MX-SNP PAH）。该研究通过乙醇诱导水凝胶体积收缩，实现了目标分子的富集与纳米粒子间距的精准调控，协同增强了电荷转移（CT）与电磁场效应（EM）。该传感器可高灵敏检测农药分子（thiram, 1 nM）、小分子标志物（pMBA）及微塑料（PS, 6.25 μg mL?1），并成功应用于汗液葡萄糖定量（4.5 mM），为柔性可穿戴传感器在食品安全、水质监测与健康诊断领域的应用提供了创新解决方案。

　　

Highlight

正如Ma等人（Chemical Engineering Journal, 2025, 509: 161380）、Li等人（Analytical Letters, 2025: 1-12）及Liu等人（Sensors, 2025, 25(8): 2575）所强调的，刺激响应性水凝胶的可控收缩是一种成熟的策略，可用于动态调控纳米结构密度、构建高纵横比特征或等离激元热点（plasmonic hotspots）。该原理已被广泛应用于增强多种生物检测与传感器平台的性能。基于此，本研究提出并展示了一种创新型柔性可穿戴光学传感器设计。我们的方法协同整合了受贝壳启发的三维等离激元纳米结构与V₂CT_x基MXene的优越特性。该设计的核心创新点包括：（1）三维结构可产生高密度且均匀的SERS热点，从而实现卓越的信号放大；（2）单层V₂CT_x基MXene的引入具有双重作用：一方面通过高效的光诱导电荷转移（CT）显著增强SERS效应，另一方面其极低的刚度对于实现高度贴合的贴片结构至关重要，可确保与生物组织的共形接触并提升佩戴舒适度；（3）该设计利用MXene易于调控的表面化学特性，优化传感界面处的生物分子相互作用；（4）此外，采用各向异性浓缩策略富集待测分析物的同时增大纳米粒子间距，从而增强电磁场增强效应。本研究旨在开发一种新型平台，具备高灵敏度、潜在的多模态传感能力（利用SERS的指纹图谱能力同时检测多种分析物）以及优异的可穿戴性，从而为下一代无创、实时、精准的健康监测与疾病诊断提供关键技术。

Conclusions

受水凝胶在乙醇吸收后发生体积浓缩行为的启发，本研究成功开发出一种柔性且高灵敏的SERS基底。该设计协同整合了在V₂CT_x基MXene纳米片上原位还原生长银纳米粒子（SNP）的策略。所获得的基底不仅实现了高达1.62×10⁷的平均增强因子，还能在极宽浓度范围内对多种分析物进行定量线性分析。