基于羧基甜菜碱甲基丙烯酸酯的超分子低共熔凝胶：构建高性能抗污染平台实现超灵敏生物传感

本文创新性地开发了一种基于羧基甜菜碱甲基丙烯酸酯（CBMA）和低共熔溶剂（DES）的超分子低共熔凝胶（DCM），通过三维空间结构和强氢键网络显著提升材料亲水性（接触角降低70%）和稳定性，成功应用于电化学免疫传感平台。该平台在血清样本中展现出卓越的抗生物污染性能，对转铁蛋白（TRF）的检测线性范围达1 pg mL?1-1 μg mL?1，检测限低至419.5 fg mL?1，为复杂环境中超灵敏生物标志物检测提供了通用解决方案。

　　

Highlight

本研究开创性地将低共熔凝胶（Eutectogel）应用于电化学免疫传感界面，成功解决了血清样本检测中的生物污染难题，为下一代生物传感技术建立了革命性平台。与传统水凝胶相比，该平台通过采用深共熔溶剂（DES）体系赋予材料多重优势：强粘附性、卓越抗污染能力、增强的离子电导率和可调控的物理化学性质。

Sensing principle of the biosensor platform

如方案1A所示，低共熔凝胶的制备首先需要配制DES：将氢键受体（HBA）氯化胆碱（ChCl）与氢键供体（HBD）乙二醇（EG）按1:4摩尔比混合。随后将凝胶单体CBMA加入DES溶液充分溶解，再加入引发剂过硫酸铵（APS）和催化剂四甲基乙二胺（TEMED）加速自由基聚合反应，最终形成具有三维网络结构的DCM凝胶。该凝胶独特的超分子相互作用使其能有效排斥蛋白质非特异性吸附，同时在电极表面形成稳定界面层。

Conclusion

基于低共熔凝胶的电化学生物传感器开发标志着解决传感器界面生物污染这一关键难题的重大进展。我们成功构建的DCM超分子低共熔凝胶，通过DES与两性离子凝胶间的氢键相互作用形成，其三维空间结构和强氢键网络赋予材料超强亲水性、粘附性和稳定性。