CD-COF因其独特的结构和电子特性,已成为一类极具前景的ECL活性材料。与传统发光体不同,CD-COF将共价有机框架(COF)的高孔隙率和有序通道与碳点(CD)的可调发光和优异电子转移能力相结合。这种杂化结构不仅通过促进快速电荷转移提高了ECL效率,还为固定分子印迹聚合物(MIP)等识别元件提供了稳定的基质。将CD-COF集成到传感器设计中,解决了传统ECL发射体的关键局限性,如聚集诱导猝灭和环境稳定性差。通过利用这些优势,CD-COF显著提高了传感器的灵敏度、重现性和抗基质干扰能力,使其成为复杂样品中痕量污染物检测的理想材料。尽管电分析方法已广泛用于磺胺嘧啶(SDZ)检测,但基于ECL的双模式传感器仍鲜有探索。
近日,本实验室吴叶宇副教授团队通过将ECL与DPV协同使用,利用SDZ的氧化还原活性以及基于碳点的共价有机框架(CD-COF)的发光特性,开发了一种用于SDZ超灵敏交叉验证检测的ECL-DPV双模式传感器。这一创新的核心在于将MIP作为识别元件进行集成。MIP是通过在模板分子(如SDZ)周围共聚功能单体(如吡咯)和交联剂合成的,在去除模板后形成空腔,这些空腔通过非共价相互作用(如氢键、范德华力)对目标分析物表现出高亲和力。MIP具有成本效益高、稳定性好以及对复杂基质的适应性强等优点,使其在小分子检测方面优于抗体或适配体。通过将MIP的特异性与ECL和DPV的互补优势相结合,为复杂食品和环境基质中的痕量抗生素监测建立了一个稳健的框架,为未来污染物分析中的双模式传感器设计提供了范例。
该双模式平台利用两种不同的机制:由CD-COF发光受阻引起的ECL猝灭,以及通过SDZ自身氧化还原活性实现的DPV信号放大。这种交叉验证方法能够自动校正基质干扰,实现了0.28 nM(ECL)和1.6 nM(DPV)的检测限,超越了传统的单模式方法。CD-COF的集成不仅提高了灵敏度,还确保了重现性和抗环境波动能力,解决了现有磺胺类药物检测策略中的关键局限性。
图1. 用于检测磺胺嘧啶(SDZ)的双模式MIP传感器策略。