天然水中的各种金属离子会对人体构成显著的毒性风险，锌离子（Zn²⁺）便是其中之一。尽管相较于其他金属，Zn²⁺的毒性相对较低，但监测其浓度以防范潜在健康危害仍至关重要。然而，由于Zn²⁺无色且具有较高的还原电位，尤其是在低浓度情况下，要实现对其高选择性的检测颇具挑战。在本研究中，基于锌 - 肽组装体的酯酶样活性，构建了一种用于特异性检测Zn²⁺的电化学传感平台。其检测机制为：在磷钨酸钠（PW₁₂）的促进下，Zn²⁺与L - 肌肽（Car）发生反应，生成沉淀物，该沉淀物可将4 - 硝基苯乙酸（4 - NA）催化转化为4 - 硝基苯酚（4 - NP）。采用离子液体还原氧化石墨烯（IL - rGO）修饰的玻碳电极作为电化学传感平台。IL - rGO修饰增强了电极对4 - NP的吸附能力，并增大了其电化学活性表面积，从而提升了传感器性能。此方法对Zn²⁺检测展现出优异的选择性，检测限低至0.087 nM。此外，该传感器还表现出良好的稳定性和可靠性。本研究以Zn²⁺为例，展示了一种基于离子独特性质开发的特异性电化学传感器。这种开发策略对于在配位环境中对所有具有催化活性的离子进行高特异性检测具有潜在价值，为未来高特异性离子传感器的开发提供了有价值的指导。
 
 
示意图1. 4 - 硝基苯酚/离子液体还原氧化石墨烯修饰玻碳电极（4 - NP/IL - rGO/GCE）的制备以及锌离子（Zn²⁺）检测过程的示意图
 
 
Fig 1. 不同放大倍数的扫描电子显微镜（SEM）图像：(a) 离子液体还原氧化石墨烯（IL - rGO），(b) 锌 - 肌肽（Zn - Car），(c) 锌 - 肌肽能谱数据采集位置，(d) 锌 - 肌肽的能谱（EDS）元素光谱
 
 
Fig 2. (a) 4 - 硝基苯酚（4 - NP）与4 - 硝基苯乙酸（4 - NA）的紫外吸收测试；(b) 不同浓度4 - 硝基苯乙酸（4 - NA）的紫外吸收测试；(c) 4 - 硝基苯酚/离子液体还原氧化石墨烯修饰玻碳电极（4 - NP/IL - rGO/GCE）对锌离子（Zn²⁺）检测的方波伏安法（SWV）响应
 
 
Fig 3. (a) 离子液体还原氧化石墨烯修饰玻碳电极（IL - rGO/GCE）的电化学阻抗谱（EIS）曲线 ；(b) 离子液体还原氧化石墨烯修饰玻碳电极（IL - rGO/GCE）的循环伏安法（CV）曲线。
 
 
Fig 4. (a) 4 - 硝基苯酚/离子液体还原氧化石墨烯修饰玻碳电极（4 - NP/IL - rGO/GCE）对锌离子（Zn²⁺）的方波伏安（SWV）响应。(b) 浓度与峰电流之间的相应线性关系。(c - d) 所提出传感器的选择性和重复性。
 
       相关研究工作由河南工业大学Peng Li/Li Wang、重庆师范大学Mingyu Pi团队于2025年联合在线发表在《Microchemical Journal》期刊上，A novel electrochemical sensing platform for the specific detection of Zn²⁺ ion，原文链接：https://doi.org/10.1016/j.microc.2025.112919

转自《石墨烯研究》公众号