金属有机框架衍生的Cu3 P/C纳米结构:一种用于神经化学物质伏安检测的高性能传感器

【字体: 时间:2025年06月13日 来源:Microchemical Journal 4.9

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  为解决神经递质(如DA、5-HT、EP)电化学检测中灵敏度低、抗干扰性差的问题,研究人员开发了一种基于MOF衍生的Cu3 P/C纳米结构传感器。该材料通过热磷化法制备,展现出高孔隙率和导电性,实现了对DA(0.56 μM)、5-HT(0.89 μM)和EP(0.70 μM)的超灵敏检测,并有效抵抗AA和UA的干扰。此项研究为神经退行性疾病的早期诊断提供了新工具。

  

神经化学物质的精准检测对理解脑功能和诊断神经退行性疾病至关重要。然而,传统电化学传感器面临灵敏度不足、易受干扰(如抗坏血酸AA和尿酸UA)以及电极污染等问题。为解决这些挑战,来自国家理工学院的研究团队在《Microchemical Journal》发表了一项突破性研究,利用金属有机框架(MOF)衍生的Cu3
P/C纳米结构,开发了一种高性能伏安传感器,实现了对多巴胺(DA)、5-羟色胺(5-HT)和肾上腺素(EP)的高选择性检测。

研究团队采用热磷化法将HKUST-1 MOF前体转化为Cu3
P/C纳米结构,通过循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)评估其性能。结果表明,该传感器在0.1 M PBS(pH 7.2)中表现出卓越的电催化活性,检测限低至亚微摩尔级,且能有效区分DA与干扰物。

研究结果

  1. 材料表征:XRD证实了Cu3
    P/C的高结晶性和MOF衍生的多孔结构,SEM显示其均匀的纳米形貌,比表面积显著提升。
  2. 电化学性能:CV曲线显示DA、5-HT和EP的氧化峰分离明显,DPV测试表明线性范围宽(1–100 μM),灵敏度优于同类材料。
  3. 抗干扰实验:在AA和UA共存条件下,传感器仍能准确检测DA,归因于Cu3
    P的表面电子调控作用。

结论与意义
该研究首次将MOF衍生的Cu3
P应用于神经递质检测,解决了传统电极的局限性。其高灵敏度和抗干扰性为帕金森病、阿尔茨海默病等疾病的早期诊断提供了新思路。作者Zubaira Manzoor等强调,此技术可扩展至其他生物标志物检测,推动个性化医疗发展。未来研究可探索其在体液实时监测中的应用潜力。

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