多巴胺(DA)作为一种典型的神经递质，被认为在成瘾和一些神经退行性疾病中起重要作用。准确、快速地检测DA是非常有价值的。本研究构建了基于三维片状氧化镍/氧化钴@多孔碳纳米片/碳纳米管/电化学还原氧化石墨烯复合材料改性玻碳电极(NiO/CoO@PCNs/CNTs/erGO/GCE)的传感器。在氮气保护下，通过Ni/Co-MOF直接热解得到片状NiO/CoO@PCNs/CNTs，由于协同催化作用和多孔片状结构，片状NiO/CoO@PCNs/CNTs具有优异的电化学性能。对于DA的检测，NiO/CoO@PCNs/CNTs/erGO/GCE具有较宽的线性范围(0.10 μM ~ 22.0 μM)， DA的检出限(LOD)为0.045 μM (S/N = 3)。此外，通过密度泛函计算分析了DA的电化学行为，揭示了DA的反应位点和反应机理。该传感器对实际生物样品中DA的测定结果令人满意。
 
方案1. NiO/CoO@PCNs/CNTs/erGO/GCE制造流程示意图。
 
图1. （A）NiO/CoO@PCNs/CNTs的TEM图像，（B-G）NiO/CoO@PCNs/CNTs的EDS图谱，（H）NiO/CoO@PCNs/CNTs的EDS光谱。
 
图2. (A)GCE、erGO/GCE、NiO/CoO@PCNs/CNTs/GCE和NiO/CoO@PCNs/CNTs/erGO/GCE的EIS光谱。配套电解液:0.1 M KCl含1mm ，频率范围:0.1 Hz ~ 100khz。(B)在0.1 M PBS (pH = 5.5)中， GCE (a)、NiO/CoO@PCNs/CNTs/GCE (b)、NiO/CoO@PCNs/CNTs/GCE (c)和NiO/CoO@PCNs/CNTs/erGO/GCE (d) 的10 μM DA的DPVs。(C)不同电极的氧化还原峰值电流。
 
图3. (A) NiO/CoO@PCNs/CNTs/erGO/GCE在含5 μM DA的0.1 M PBS中不同pH值(a ~ g: 4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5)下的CVs。(B)氧化峰电位(Epa)、式电位(E^θ)、还原峰电位(Epc)随pH的变化关系。
 
图4. (A) NiO/CoO@PCNs/CNTs/erGO/GCE在含5 μM DA的0.1 M PBS (pH 5.5)中不同扫描速率(从a到h: 20、40、60、80、120、160、200、250、300 mV s^-1)下的CVs。(B)氧化还原峰值电流与扫描速率(v)的关系。
 
图5. (A)在0.1 M PBS (pH 5.5)中，DA范围为a ~ i(0.1、0.5、0.7、1.0、3.0、5.0、7.0、10.0、15.0、20.0、22.0 μmol/L)， NiO/CoO@PCNs/CNTs/erGO/GCE的DPVs;(B)电流响应与DA浓度线性校准的DPVs。
 
图6. (A) 5个电极在相同条件下的重复性研究。(B)相同条件下六种平行测定方法的稳定性研究。(C)一些可能的干扰物质对PBS溶液中5μm DA测定的影响。
 
       相关研究成果由湘潭大学化学学院环境友好化学与应用教育部重点实验室、怀化学院化学与材料工程学院Li Zhang等人于2023年发表在Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects (https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2023.131284)上。原文：A novel dopamine electrochemical sensor based on 3D flake nickel oxide/ cobalt oxide @ porous carbon nanosheets/carbon nanotubes/ electrochemical reduced of graphene oxide composites modified glassy carbon electrode。

转自《石墨烯研究》公众号