半導體金屬氧化物氣體傳感器能夠通過監測特征氣體代謝產物3-羥基-2-丁酮以實現對食源性細菌（單核細胞增生李斯特氏菌）的檢測。然而，這類傳感器通常需要在高溫下工作，并且氣體傳感性能較為有限。有鑒于此，西安交通大學魏晶教授、電子科技大學岳秦教授、內蒙古大學武利民教授和復旦大學鄧勇輝教授構建了單原子Au功能化的介孔SnO2納米球，并將其用于在低溫(50℃)條件下靈敏檢測ppb水平的3-羥基-2-丁酮。
本文要點：
（1）該傳感器具有高靈敏度(291.5 ppm?1)、優異的選擇性、響應時間短(10 s)和超低的檢測限(10 ppb)。研究發現，該氣體傳感器在區分L.單核細胞增生桿菌與其他菌株(如大腸桿菌)等方面能夠表現出卓越的性能。
（2）研究者通過微電機系統傳感器成功實現了對3-羥基-2-丁酮蒸氣的無線檢測，從而能夠對生物標志物3-羥基-2-丁酮進行實時監測。實驗結果表明，該傳感器的優越性能可歸因于其介孔框架中由單原子Au修飾的介孔SnO2納米球組成的均勻傳感層中的活性Au?O?Sn位點，該特征有利于3-羥基-2-丁酮分子在傳感層中的氣體擴散、吸附和催化轉化，從而能夠在相對較低的溫度下產生優異的傳感信號輸出。綜上所述，該研究能夠為開發低能耗氣體傳感器提供新的見解。
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
