以AuPd@Fe2O3纳米粒子为催化剂检测多巴胺的灵敏选择性电化学传感器

近日，《先进传感器和能源材料》杂志在线发表了中科院长春应用化学研究所Qunyan Zhu研究员团队的研究。多巴胺(DA)是一种重要的神经递质，通过调节记忆、学习、神经系统内分泌、认知和运动控制等多种功能影响中枢神经系统。生物体液中DA水平异常与学习障碍、情感障碍、帕金森病、亨廷顿舞蹈病等有很大关联。因此，准确量化DA相关药物中有效成分的含量及其水平和波动非常重要人体体液中的 DA。

 

在过去的几十年中，已经开发了各种方法/技术来检测 DA，包括光学测定、电化学（EC）传感器、质谱法、毛细管电泳等。在这些方法中，EC 传感器具有几个优点，例如响应速度快速度快，操作步骤简单，易于小型化。然而，在正常人体体液中，DA 的生理水平远低于抗坏血酸 (AA) 的生理水平（约 100 至 1000 倍），抗坏血酸 (AA) 是 EC 测量 DA 的主要干扰物。该现象要求 DA EC 传感器必须具有出色的灵敏度和选择性。由于电子转移缓慢，未修饰的电极通常无法有效和选择性地检测 DA。为了克服这些缺点，需要使用具有独特 EC 特性的合适材料对电极表面进行修饰。迄今为止，包括金属纳米粒子（NPs）、金属有机骨架、金属络合物、导电聚合物和碳基材料在内的各种材料已被用于修饰电极表面，以增强 DA 的 EC 检测性能。例如，Song 等人制备了 DA 印迹的壳聚糖薄膜电极，为 DA 的检测提供了丰富的活性位点，同时电极孔隙可以对 DA 具有特异性，实现了 DA 的选择性检测。特别是采用纳米材料修饰电极可以很容易地消除AA的干扰。使用 Pt₃Ni 纳米合金修饰的 GCE，DA 的电流信号响应可以很容易地与 AA 和其他干扰物质的电流信号响应区分开来。

 

作为儿茶酚类化合物之一，DA的酚羟基可通过失去一个电子或两个电子的氧化途径分别生成半醌或醌结构。根据分子结构，DA的EC氧化反应过程的反应原理可以简化为苯环上两个相邻的羟基（-OH）氧化成酮基的过程。由于其出色的晶格导电性和丰富的活性位点，过渡金属对羟基官能团的氧化具有良好的电催化活性。氧化铁纳米粒子及其杂化物由于其可调带隙、稳定的物理化学性质和优异的电催化性能，在非酶促 EC 传感器的制造中引起了广泛关注。然而，关于应用氧化铁纳米粒子及其杂化修饰电极检测复杂样品中多巴胺的例子很少。

 

在这项工作中，在室温下通过简便的一锅法制备了具有优异催化性能的 AuPd@Fe₂O₃ NPs。通过将 AuPd@Fe₂O₃ NPs 和 Nafion 的混合物滴加到玻碳电极 (GCE) 上，方便地制备了基于 AuPd@Fe₂O₃ NPs 的 EC 传感器（AuPd@Fe₂O₃ NPs/GCE），并首次用于 DA 的检测。与裸 GCE 相比，所制备的 AuPd@Fe₂O₃ NPs/GCE 对通过计时电流法检测 DA 具有高灵敏度和抗干扰性，可用于准确测定药物和实际生物样品中的 DA 水平。

 

研究详情请见原文：

Sensitive and selective electrochemical sensor for the detection of dopamine by using AuPd@Fe₂O₃ nanoparticles as catalyst

https://doi.org/10.1016/j.asems.2023.100048

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