de.wedoany.com-Bericht: Das Optoelektronikzentrum des Anhui-Instituts für Optik und Feinmechanik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat neue Fortschritte in der Detektionstechnologie für Umweltschadstoffe erzielt. Dem Forschungsteam gelang die erfolgreiche Konstruktion einer neuartigen, aus den drei Metallen Palladium, Platin und Iridium bestehenden, zusammengesetzten mesoporösen Nanoenzym-Sonde, die eine hochpräzise Synchronerkennung von bakteriellen Makromolekül-Schadstoffen und hormonellen Kleinmolekül-Schadstoffen ermöglicht. Die entsprechenden Forschungsergebnisse wurden in Biosensors and Bioelectronics veröffentlicht.
Die Verschmutzungsquellen von Umwelt- und Lebensmittelkontaminationen werden hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt: biologische Schadstoffe (wie Bakterien, Viren) und chemische Schadstoffe (wie Hormone, Pestizidrückstände). In Szenarien wie Umweltüberwachung, Schutz der öffentlichen Gesundheit und Lebensmittelproduktion ist die präzise Detektion und Rückverfolgung dieser beiden Schadstoffarten von entscheidender Bedeutung. Aufgrund der enormen Unterschiede in der Molekülmasse erfordert die Synchronerkennung jedoch in der Regel den Einsatz unterschiedlicher technischer Plattformen, was zu einem aufwändigen Betrieb und einer geringen Nachweisgeschwindigkeit führt.
Das Forschungsteam verwendete das aus Palladium, Platin und Iridium bestehende trimetallische mesoporöse Nanoenzym als Signallabel und konstruierte ein Sandwich-Kompetition-Immunassay-System, das eine integrierte Synchronerkennung von Schadstoffen unterschiedlicher Molekülmasse ermöglicht. Diese Technologie bietet zwei Vorteile: Die ternäre mesoporöse Gerüststruktur bietet reichhaltige katalytische Zentren, was die Peroxidase-ähnliche Aktivität, die Empfindlichkeit und den dynamischen Signalbereich verbessert; die hochraue mesoporöse Oberfläche kann die Beladungsmenge der Detektionsantikörper effektiv erhöhen und die Zielerfassungsfähigkeit verbessern. Der auf dieser Technologie basierende immunochromatographische Sensor zeigte bei der Synchronerkennung von Escherichia coli und Ractopamin in Umweltwasserproben eine hervorragende Nachweisempfindlichkeit. Die niedrigste nachweisbare Konzentration für E. coli betrug 35 Zellen/ml, die niedrigste nachweisbare Konzentration für Ractopamin betrug 7,15 pg/ml (1 pg = 1*10⁻¹² g), der Fehler bei wiederholten Messungen lag unter 7 %, und die Nachweiszeit betrug nur 10 Minuten.
Die Doktoranden Bai Wenlong und Zhang Jin sind die gemeinsamen Erstautoren des Artikels, die außerordentlichen Forscher Wang Shu und Zheng Shuai sind die gemeinsamen Korrespondenzautoren. Die Studie wurde durch die National Natural Science Foundation of China, das National Key Research and Development Program of China und andere Projekte unterstützt.
