铂微电极上直接电合成镍纳米颗粒/氧化石墨烯复合材料的无酶电化学葡萄糖传感器

本文报道了一种通过电化学方法在铂微电极(Pt/GO@NiNPs)上直接合成镍纳米颗粒(NiNPs)/氧化石墨烯(GO)复合材料的创新工艺。该无酶传感器在碱性环境中表现出卓越性能：灵敏度达1091 μA mM?1 cm?2，线性范围0.05-20.00 mM，检测限18 μM，并成功应用于葡萄糖注射液(误差仅0.27%)和糖尿病患者尿液检测，为糖尿病监测提供了稳定、经济的解决方案。

　　

Highlight

GO@NiNPs对葡萄糖电氧化的电催化活性

通过循环伏安法(CV)评估了Pt/GO@NiNPs微电极在含10.0 mM葡萄糖的0.1 M NaOH溶液中的表现。结果显示：裸Pt和Pt/GO电极无阳极峰，而Pt/Ni电极仅产生微弱电流。值得注意的是，Pt/GO@NiNPs电极在0.55 V处呈现显著氧化峰，电流强度提升近3倍，这归功于GO的大比表面积和NiNPs的高效催化协同作用。

优化合成条件

采用计时电流法(i-t)系统优化NiNPs合成参数：

• 最佳NiSO₄浓度：0.005 M

• 最优沉积时间：60秒

此时制备的NiNPs粒径约50 nm，均匀分散在GO片层上，形成"葡萄串"状复合结构。

传感器性能验证

• 灵敏度：1091 μA mM^?1 cm^?2（是传统酶传感器的1.8倍）

• 抗干扰性：在抗坏血酸、乳糖、尿素、多巴胺共存时保持>95%信号稳定性

• 实际应用：检测5%葡萄糖注射液误差仅0.27%；糖尿病患者尿液检测结果与医院报告偏差<3%

作用机制

GO层不仅防止NiNPs团聚，其丰富的含氧官能团还促进了葡萄糖分子的预富集。Ni²⁺/Ni³⁺氧化还原对在碱性条件下形成活性NiOOH，直接催化葡萄糖氧化为葡萄糖酸内酯，产生可检测电流信号。

Conclusion

该研究开创性地将电化学合成与纳米复合材料相结合，开发的Pt/GO@NiNPs传感器兼具高灵敏度、优异选择性和操作稳定性，为无创血糖监测设备研发提供了新思路。