基于ZIF-8/Bi2S3光电电极的 Strand displacement 触发型生物催化沉淀反应：一种用于亚纳摩尔浓度卡那霉素检测的适配体传感平台

《ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY》：Strand displacement–triggered biocatalytic precipitation on ZIF-8/Bi2S3 photoelectrode: an aptasensing platform for sub-nanomolar kanamycin determination

KAN残留检测通过ZIF-8/Bi?S?异质结光电化学传感器实现，利用链置换放大和生物催化信号产生机制，检测限达0.1 nM，优于传统方法，并在牛奶基质中验证了特异性与回收率。

　　

摘要

随着对食品中卡那霉素（KAN）残留物监测需求的不断增加，需要开发超灵敏且可在现场使用的检测平台。本文提出了一种通用的光电化学（PEC）适配体传感策略，该策略将ZIF-8/Bi?S?异质结构光电极与基于链位移机制的生物催化信号放大技术相结合。这种类似海胆结构的ZIF-8/Bi?S?异质结通过原位MOF生长技术在半导体纳米结构上制备而成，表现出优异的光电流生成能力，其关键在于Bi?S?向ZIF-8的方向性电子转移促进了载流子的分离，同时抗坏血酸起到了捕获空穴的作用。利用适配体在均匀相中的目标识别能力，KAN浓度通过链位移反应转化为信使DNA（S2），从而克服了传统固相生物传感方法的空间限制。释放出的S2与电极固定的S1结合形成载有MnPP的双链DNA（dsDNA），其中的模拟酶能够催化H?O?驱动的苯并-4-氯己二烯酮（4-CD）沉淀反应。这种生物催化层产生的光电流衰减与KAN浓度成正比（范围为10–1.0×10? nmol/L），检测限低至0.1 nM，优于ELISA和HPLC方法。该平台在牛奶样品中的回收率可达95.7–105.4%，且对结构类似物的交叉反应性低于5.8%，证明了其选择性。通过将MOF-半导体界面工程与信号从均匀相到异质相的转化相结合，这项工作为抗生素监测建立了一种新的范例，实现了实验室创新与现场应用的有机结合。

图形摘要