重金屬污染因其高毒性、不可生物降解性和致癌性而引起全球關(guān)注。電化學(xué)傳感器廣泛用于檢測低濃度的重金屬離子 （HMI）。然而，它們的適用性通常僅限于檢測僅在水溶液中表現(xiàn)出電化學(xué)信號的離子。在這項(xiàng)研究中，我們提出了一種基于辣根peroxidase@zeolitic咪唑酸鹽骨架-8/硫氨酸/金/離子液還原氧化石墨烯 （HRP@ZIF-8/THI/Au/IL-rGO） 改性的多響應(yīng)檢測平臺。該平臺展示了其檢測各種金屬離子的能力，包括那些沒有常規(guī)電化學(xué)信號的金屬離子。Au/IL-rGO 復(fù)合結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了可用于反應(yīng)的比表面積。此外，HRP@ZIF-8 的原位生長不僅在檢測前屏蔽了 THI 信號，而且還保護(hù)了電極材料。值得注意的是，引入的乙二胺四乙酸二鈉二水合物 （EDTA） 具有與各種 HMI 復(fù)合的能力。當(dāng)存在過量的 EDTA 時(shí)，它可以裂解 ZIF-8 并釋放 HRP。在過氧化氫 （H
2O
2） 存在下，HRP 促進(jìn)了先前被電極還原的 THI 的氧化，因此對 HMI 檢測表現(xiàn)出優(yōu)異的靈敏度。該方法克服了傳統(tǒng)電化學(xué)傳感器僅依靠電化學(xué)信號檢測金屬離子的局限性。這為增強(qiáng)電化學(xué)離子傳感檢測提供了一種新方法。
Fig 1. TEM 圖像的不同放大倍率：
a Au/IL-rGO、
b IL-rGO 和
c THI/Au/IL-rGO;
d SAED 模式、
e HRTEM 模式和
f-i EDS 元素圖的 Au/IL-rGO
Fig 2. 在不存在或
存在 EDTA 和
b HRP 的情況下，HRP@ZIF-8/THI/Au/IL-rGO/GCE 的 SWV 反應(yīng);
EDTA 處理的 HRP@ZIF-8/THI/Au/IL-rGO/GCE 的 c EIS 和
d CV 曲線。
Fig 3. 優(yōu)化
Au/IL-rGO 體積、
b EDTA 濃度和
c EDTA 孵育時(shí)間的實(shí)驗(yàn)條件。
Fig 4. HRP@ZIF-8/THI/Au/IL-rGO/GCE 對 Ba
2+、Co
2+、Cr
2+、Cu
2+、Fe
2+、Hg
2+、Mn
2+、Pb
2+ 和 Zn
2+ 的 SWV 響應(yīng)，以及濃度與峰值電流之間的相應(yīng)線性關(guān)系。
Fig 5. 所建議傳感器的選擇性、可重復(fù)性和穩(wěn)定性。
相關(guān)研究成果由華中科技大學(xué)Hua Tan和河南工業(yè)大學(xué)Yujing Zhang于2024年共同發(fā)表在《
Microchim Acta》期刊上， Electrochemical sensing platform for detection of heavy metal ions without electrochemical signal，原文鏈接：https://doi.org/10.1007/s00604-024-06334-z
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
