多巴胺(DA)作為一種典型的神經(jīng)遞質(zhì)，被認(rèn)為在成癮和一些神經(jīng)退行性疾病中起重要作用。準(zhǔn)確、快速地檢測DA是非常有價值的。本研究構(gòu)建了基于三維片狀氧化鎳/氧化鈷@多孔碳納米片/碳納米管/電化學(xué)還原氧化石墨烯復(fù)合材料改性玻碳電極(NiO/CoO@PCNs/CNTs/erGO/GCE)的傳感器。在氮氣保護下，通過Ni/Co-MOF直接熱解得到片狀NiO/CoO@PCNs/CNTs，由于協(xié)同催化作用和多孔片狀結(jié)構(gòu)，片狀NiO/CoO@PCNs/CNTs具有優(yōu)異的電化學(xué)性能。對于DA的檢測，NiO/CoO@PCNs/CNTs/erGO/GCE具有較寬的線性范圍(0.10 μM ~ 22.0 μM)， DA的檢出限(LOD)為0.045 μM (S/N = 3)。此外，通過密度泛函計算分析了DA的電化學(xué)行為，揭示了DA的反應(yīng)位點和反應(yīng)機理。該傳感器對實際生物樣品中DA的測定結(jié)果令人滿意。
方案1. NiO/CoO@PCNs/CNTs/erGO/GCE制造流程示意圖。
圖1. （A）NiO/CoO@PCNs/CNTs的TEM圖像，（B-G）NiO/CoO@PCNs/CNTs的EDS圖譜，（H）NiO/CoO@PCNs/CNTs的EDS光譜。
圖2. (A)GCE、erGO/GCE、NiO/CoO@PCNs/CNTs/GCE和NiO/CoO@PCNs/CNTs/erGO/GCE的EIS光譜。配套電解液:0.1 M KCl含1mm ，頻率范圍:0.1 Hz ~ 100khz。(B)在0.1 M PBS (pH = 5.5)中， GCE (a)、NiO/CoO@PCNs/CNTs/GCE (b)、NiO/CoO@PCNs/CNTs/GCE (c)和NiO/CoO@PCNs/CNTs/erGO/GCE (d) 的10 μM DA的DPVs。(C)不同電極的氧化還原峰值電流。
圖3. (A) NiO/CoO@PCNs/CNTs/erGO/GCE在含5 μM DA的0.1 M PBS中不同pH值(a ~ g: 4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5)下的CVs。(B)氧化峰電位(Epa)、式電位(E
θ)、還原峰電位(Epc)隨pH的變化關(guān)系。
圖4. (A) NiO/CoO@PCNs/CNTs/erGO/GCE在含5 μM DA的0.1 M PBS (pH 5.5)中不同掃描速率(從a到h: 20、40、60、80、120、160、200、250、300 mV s
-1)下的CVs。(B)氧化還原峰值電流與掃描速率(v)的關(guān)系。
圖5. (A)在0.1 M PBS (pH 5.5)中，DA范圍為a ~ i(0.1、0.5、0.7、1.0、3.0、5.0、7.0、10.0、15.0、20.0、22.0 μmol/L)， NiO/CoO@PCNs/CNTs/erGO/GCE的DPVs;(B)電流響應(yīng)與DA濃度線性校準(zhǔn)的DPVs。
圖6. (A) 5個電極在相同條件下的重復(fù)性研究。(B)相同條件下六種平行測定方法的穩(wěn)定性研究。(C)一些可能的干擾物質(zhì)對PBS溶液中5μm DA測定的影響。
相關(guān)研究成果由湘潭大學(xué)化學(xué)學(xué)院環(huán)境友好化學(xué)與應(yīng)用教育部重點實驗室、懷化學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院Li Zhang等人于2023年發(fā)表在Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects (https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2023.131284)上。原文：A novel dopamine electrochemical sensor based on 3D flake nickel oxide/ cobalt oxide @ porous carbon nanosheets/carbon nanotubes/ electrochemical reduced of graphene oxide composites modified glassy carbon electrode。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
