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- 青島能源所新型傳感器開發(fā)取得系列進(jìn)展
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2014/4/22
非硅基類有序介孔碳材料(OMCs）是一種介穩(wěn)態(tài)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(jié)構(gòu)。近日，中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過程研究所生物傳感器團(tuán)隊(duì)研究人員系統(tǒng)構(gòu)筑了基于OMCs的電化學(xué)傳感體系，用于硝基苯酚異構(gòu)體和硝基苯基有機(jī)磷的選擇性、靈敏檢測(cè)，開發(fā)出的化學(xué)/生物電化學(xué)傳感器可應(yīng)用于海水、污水環(huán)境中的污染物組分檢測(cè)。相關(guān)成果發(fā)表于Electrochimica Acta、Analytica Chimica Acta、Electrochimica Acta 等。
該團(tuán)隊(duì)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(fā)現(xiàn)硝基苯酚同分異構(gòu)體在OMCs修飾的玻碳電極（GCE）(OMCs/GCE)上出現(xiàn)彼此分開的還原峰（圖2），利用差分脈沖伏安法(DPV) 可實(shí)現(xiàn)鄰、間、對(duì)硝基苯酚三種異構(gòu)體的同時(shí)檢測(cè)，常見的組分對(duì)其測(cè)定無干擾。(Electrochimica Acta 2013, 106, 127-134)。
該研究小組還開發(fā)了超靈敏、選擇性檢測(cè)硝基苯基有機(jī)磷的電化學(xué)傳感器。利用差分脈沖伏安法技術(shù)在OMCs/GCE上檢測(cè)硝基苯基有機(jī)磷（對(duì)氧磷、對(duì)硫磷、甲基對(duì)硫磷等），檢出限達(dá)nM級(jí)（圖3）。且測(cè)定過程無需除氧，與傳統(tǒng)除氧方法相比有了較大進(jìn)步。 (Analytica Chimica Acta 2014, 822, 23–29)。
此外，該小組選擇對(duì)硝基苯酚和對(duì)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(xué)行為及反應(yīng)機(jī)理�；谌〈�(yīng)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(jiǎn)便的方法來預(yù)測(cè)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(jié)構(gòu)，（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(cè)定參數(shù)：平衡時(shí)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(duì)氧磷溶液（PBS緩沖液, pH6.0）的DPV圖。DPV測(cè)定參數(shù)：平衡時(shí)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(nèi)插圖為10-200 nM區(qū)間內(nèi)的放大圖。
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