Dong Cheng, Ou Wang, Leiyu Diao, Yuan Yao, Youyou Feng, Yaqiong Su, and Jing Wei*, Ultrasensitive Detection of Mold Biomarker 1-Octen-3-ol Using AuPt Nanocluster-Sensitized WO₃ Gas Sensor for On-Site Grain Safety Monitoring, ACS Sensors, 2026, https://doi.org/10.1021/acssensors.6c01493

西安交通大学魏晶ACS Sensors：AuPt纳米团簇敏化WO₃气体传感器用于粮食霉变标志物1-辛烯-3-醇的现场超灵敏无损监测

粮食安全是全球可持续发展的基石，谷物是全球最主要的主食来源。在储存和运输过程中，粮食极易受到真菌（霉菌）的侵染，这不仅会造成巨大的经济损失，还会产生强致癌性的霉毒素（如黄曲霉毒素），严重威胁公共卫生安全。根据联合国粮农组织（FAO）的数据，真菌污染导致了全球每年约25%的谷物损失，每年造成数十亿美元的经济损失。目前，传统的霉菌检测方法虽然准确度高，但普遍存在耗时长、成本高和操作复杂等缺点，无法满足仓储物流现场快速、实时、无损筛查的需求。

半导体金属氧化物（SMO）气体传感器技术因其快速检测速度、便携性和经济性，已成为食品安全监测领域的一项有前景的技术。在霉菌侵染粮食的早期阶段，微生物会释放出特异性的挥发性有机化合物（MVOCs）作为其代谢标志物。其中，1-辛烯-3-醇在黄曲霉等常见霉菌的挥发物中占比高达30%以上，且其释放量与粮食腐败程度呈显著正相关，是极理想的早期霉变预警标志物。然而，使用SMO气体传感器检测1-辛-3-醇仍面临挑战。首先，1-辛-3-醇化学反应活性低，与传感材料的界面相互作用较弱。其次，谷物发霉初期释放的1-辛-3-醇浓度极低（仅在ppb级），对传感器的检测限要求极高。最后，储粮环境中存在几十种挥发性干扰气体，传统传感器极易发生误报。因此，开发一种高灵敏、高选择性的1-辛烯-3-醇气体传感器，对于保障粮食仓储安全具有战略性意义。目前，SMO气体传感器在检测谷物中霉菌的应用在很大程度上尚未得到探索。

本文亮点

1，通过在WO₃表面修饰AuPt合金纳米团簇，调控贵金属d带中心增强其轨道与1-辛-3-醇的π*轨道之间的重叠，促进氧在传感表面的吸附与解离。产生的活性氧物种通过氧溢出从纳米团簇迁移至WO₃表面，显著提升了气体-固体界面氧化还原反应的动力学性能，实现1-辛烯-3-醇的高灵敏检测。

2，AuPtNCs-WO₃传感器在150 ℃的工作温度下，对1-辛烯-3-醇表现出极高的响应值（0.5 ppm下响应达47.0），检测限低至12 ppb，灵敏度高达98.3 ppm^-1，响应时间快至25 s。

3，AuPtNCs-WO₃传感器可以区分黄曲霉、黑曲霉、黑根霉、桔青霉和链格孢霉，对黄曲霉检测限低至10 CFU/mL。在小麦等复杂基质中，该传感器能轻松检测黄曲霉，具有较强的抗干扰能力。

4，开发用于检测食品中黄曲霉的无线气体传感器，5秒内出结果，无需专业操作和复杂预处理，实现了粮食中霉菌的现场实时监测。