电化学传感器因具有灵敏度高、响应时间短、仪器小型化、检测成本低等优点,已成为电化学领域中最常用的检测装置之一。开发新型有效的电极表面修饰材料以提高检测的灵敏度、重现性和选择性是电化学传感器领域目前的研究重点。卟啉配合物是一种优良的电子供体,其具有结构可调、电催化活性好、热稳定性好等优点,现已广泛应用于生物传感、光电转换、催化和电化学传感领域。氧化石墨烯(GO)的结构与石墨烯基本相同,只是在二维基面上连接了一些含氧基团(譬如羧基、羟基、羰基等),使得GO与溶剂之间有更强的相互作用而易于溶剂化,故GO在水和常用的有机溶剂中的溶解度要比石墨烯的大得多。本研究旨在通过用化学键将氧化石墨烯与卟啉分子之间结合,达到对氧化石墨烯结构和物理化学性能调控的目的,为氧化石墨烯/卟啉复合材料在光电化学、传感器等领域的进一步应用奠定较好的理论和实验基础。

通过简单的一锅法将催化四(4-氨基苯基)卟啉(TAPP)分子共价固定在导电氧化石墨烯(GO)表面(TAPP@GO)上。TAPP@GO作为一种新型电化学传感器,成功实现了nM水平多巴胺(DA)和尿酸(UA)的灵敏检测,具有较高的稳定性和重复性。DA和UA的检出限分别为38和47 nM,灵敏度分别为40.3和54.2 μA mM-1,检测范围为0.1 ~ 350 μM。并且在共存体系中可以同时测定,DA和UA的LOD分别为51和64 nM。在实际样品尿样中也得到了进一步的准确测定。这项工作不仅是第一个基于有机卟啉分子在氧化石墨烯表面共价连接的电化学传感器,更重要的是为开发高性能传感材料提供了一种有效的方法。

论文信息
A Porphyrin-functionalized Graphene Oxide Nanocomposite for Simultaneous Detection of Dopamine and Uric Acid
Dr. Chuangyu Wei, Jingfang Tu, Hanqi Liu, Zhuang Mei, Xinyu Gao, Jinshi Yu, Prof. Xue Cai, Prof. Xiyou Li, Prof. Yanli Chen
ChemNanoMat
DOI: 10.1002/cnma.202200229