ICHY便携式电化学工作站应用6：基于智能手机的植物可穿戴自驱动电解质微流控传感器用于甲基对硫磷的原位检测
Doi：org/10.1016/j.bioelechem.2023.108628
开发了一种基于毛细管吸附和驱动微通道电解质流动的智能手机植物可穿戴微流控传感器，用于甲基对硫磷(methyl parathion, MP)的原位检测。该传感器可实现在线采集、流动富集和可靠的MP电化学检测。采用激光直写技术一步构建激光诱导石墨烯-金纳米颗粒(LIG-Au)电极和微通道模具，并利用模具制备PDMS微通道。利用聚酰亚胺膜和PDMS通道上的LIG-Au制成的微流控传感器可以附着在植物表面，微通道的毛细作用驱动电解质流动，加速了MP检测的预富集过程，缩短了检测时间(预富集时间节省约381 s)。该微流控传感器在0.001 μM ~ 200 μM范围内具有良好的MP检测性能，检测限低至0.000646 μM。应用该方法对绿萝和莴苣进行了检测，结果表明该方法具有良好的回收率，实测值可靠。这种新型微流控传感器为低成本、制作简单、原位采集、快速真实样品检测MP提供了新的前景，在食品安全监测和人类健康保障等领域显示出巨大的应用前景。
在最佳实验条件下，通过 DPV 测试评价微流控传感器检测 MP 的性能（DPV 测试程序参。将含有不同浓度 MP 的 0.1 M PBS（pH = 6.0）滴在干净的叶子上，并在其上放置微流控传感器以完成电解质流动过程中的电化学测试，其中 4-（羟基氨基）苯酚与 4-亚硝基苯酚发生可逆氧化还原反应（图 5 峰值电流响应在两个浓度范围内表现出良好的线性回归方程，其中 DPV 响应和背景电流显示在图 5 B&C.在背景电流中，MP 测试电位没有峰值，这表明纯电解质不会造成干扰。去除背景电流后的 DPV 响应如图 5 D&5E.所有峰值电流值均为 DPV 电流峰值与基线电流之间的差值，回归曲线表现为图 5 F-G.在 0.001 μM 至 2 μM 范围内，拟合方程为 Ip[μA] = 6.271 摄氏度MP (μM)+ 5.326，带 R2= 0.999 的。对于 2 μM 至 200 μM 的浓度，方程式为 Ip[μA] = 0.530 摄氏度MP (μM)+ 17.505，带 R2= 0.999 的。LOD 可以表示为 LOD = S/N×S0/b，其中 S/N 是信噪比 (S/N = 3)，S0 是空白电解质溶液 10 次测试的响应电流标准差，B 是校准曲线的斜率。获得的 LOD 为 0.000646 μM。在高浓度范围（2 μM 至 200 μM）中，峰值电流响应的变化随着浓度的变化而减弱，从而导致灵敏度降低。这可能是由于高浓度产物在电极表面的积累，这阻碍了质量传输 。
图 5. (A) 0.1 M PBS （pH = 6.0） 中不同 MP 浓度下的氧化还原机理和电化学检测过程。(B) - (C) 用于检测不同浓度 MP 的传感器的原始 DPV 背景电流和电流响应，浓度范围图 5B：0.001 μM 至 2 μM（0.001 μM、0.01 μM、0.1 μM、0.5 μM、1.5 μM、2 μM)。浓度范围图 5C：2 μM 至 200 μM（2 μM、10 μM、50 μM、100 μM、150 μM、200 μM）。(D)- (E) 去除背景电流后的 DPV 响应。(F) 在 0.001 μM 至 2 μM 范围内检测 MP 的校准曲线。(G)在 2 μM 至 200 μM 范围内检测 MP 的校准曲线。
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