半导体金属氧化物气体传感器能够通过监测特征气体代谢产物3-羟基-2-丁酮以实现对食源性细菌（单核细胞增生李斯特氏菌）的检测。然而，这类传感器通常需要在高温下工作，并且气体传感性能较为有限。有鉴于此，西安交通大学魏晶教授、电子科技大学岳秦教授、内蒙古大学武利民教授和复旦大学邓勇辉教授构建了单原子Au功能化的介孔SnO₂纳米球，并将其用于在低温(50℃)条件下灵敏检测ppb水平的3-羟基-2-丁酮。

本文要点：

（1）该传感器具有高灵敏度(291.5 ppm⁻¹)、优异的选择性、响应时间短(10 s)和超低的检测限(10 ppb)。研究发现，该气体传感器在区分L.单核细胞增生杆菌与其他菌株(如大肠杆菌)等方面能够表现出卓越的性能。

（2）研究者通过微电机系统传感器成功实现了对3-羟基-2-丁酮蒸气的无线检测，从而能够对生物标志物3-羟基-2-丁酮进行实时监测。实验结果表明，该传感器的优越性能可归因于其介孔框架中由单原子Au修饰的介孔SnO₂纳米球组成的均匀传感层中的活性Au−O−Sn位点，该特征有利于3-羟基-2-丁酮分子在传感层中的气体扩散、吸附和催化转化，从而能够在相对较低的温度下产生优异的传感信号输出。综上所述，该研究能够为开发低能耗气体传感器提供新的见解。

Bingxi Feng. et al. Single-Atom Au-Functionalized Mesoporous SnO₂ Nanospheres for Ultrasensitive Detection of Listeria monocytogenes Biomarker at Low Temperatures. ACS Nano. 2024

DOI: 10.1021/acsnano.4c03566

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c03566