- 青島能源所新型傳感器開發取得系列進展
- 來源：賽斯維傳感器網 發表于 2014/4/22
非硅基類有序介孔碳材料(OMCs）是一種介穩態碳晶體，具有非常大的比表面積、孔容量以及有序排列的孔結構。近日，中國科學院青島生物能源與過程研究所生物傳感器團隊研究人員系統構筑了基于OMCs的電化學傳感體系，用于硝基苯酚異構體和硝基苯基有機磷的選擇性、靈敏檢測，開發出的化學/生物電化學傳感器可應用于海水、污水環境中的污染物組分檢測。相關成果發表于Electrochimica Acta、Analytica Chimica Acta、Electrochimica Acta 等。
該團隊研究人員郎巧霖和研究生張婷婷等利用硬模板法合成OMCs（圖1），首次發現硝基苯酚同分異構體在OMCs修飾的玻碳電極（GCE）(OMCs/GCE)上出現彼此分開的還原峰（圖2），利用差分脈沖伏安法(DPV) 可實現鄰、間、對硝基苯酚三種異構體的同時檢測，常見的組分對其測定無干擾。(Electrochimica Acta 2013, 106, 127-134)。
該研究小組還開發了超靈敏、選擇性檢測硝基苯基有機磷的電化學傳感器。利用差分脈沖伏安法技術在OMCs/GCE上檢測硝基苯基有機磷（對氧磷、對硫磷、甲基對硫磷等），檢出限達nM級（圖3）。且測定過程無需除氧，與傳統除氧方法相比有了較大進步。 (Analytica Chimica Acta 2014, 822, 23–29)。
此外，該小組選擇對硝基苯酚和對甲苯酚分別作為吸電子和供電子取代酚衍生物代表，研究了酚類在OMCs/GCE上的電化學行為及反應機理。基于取代基效應引起不同取代酚的pKa值和Epa的差異，研究人員提出了一種全新、簡便的方法來預測取代酚類的pKa值(Electrochimica Acta 2014, 115, 283–289)。
圖1. OMCs透射電鏡照片。（A）介孔隧道結構，（B）沿[001]方向照片。
圖2. OMCs/GCE電極在三種硝基苯酚混合液（PBS緩沖液, pH4.8）中的DPV圖。p-NP, m-NP 和o-NP濃度分別為（a）10 μM，（b）20μM，（c）30 μM。DPV測定參數：平衡時間，2s; 電位幅度, 50 mV; 脈沖周期，0.5s; 階躍高度， 4 mV; 頻率, 60 Hz。
圖3. （A），OMCs/GCE在不同濃度對氧磷溶液（PBS緩沖液, pH6.0）的DPV圖。DPV測定參數：平衡時間2s; 電位幅度, 50 mV; 脈沖周期，0.5s; 階躍高度， 4 mV; 頻率, 60 Hz。（B），濃度-電流曲線，內插圖為10-200 nM區間內的放大圖。
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