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基于双响应比率型电化学微传感器同时检测体液中次氯酸和抗坏血酸

维持细胞氧化还原稳态与多种疾病密切相关,如神经退行性疾病、炎性疾病、心血管疾病和癌症等。次氯酸(HClO/ClO-)作为一种重要的活性氧,而抗坏血酸(维生素C,AA)作为人体主要的抗氧化剂,两者对维持细胞的氧化还原平衡至关重要。然而值得注意的是,AA与HClO在生物体内除了扮演自身生物功能的同时,两者之间存在着化学反应,因此对两者的同时分析存在巨大困难。而目前报道的绝大多数荧光探针主要依据两者单独与探针的氧化或还原反应,很难实现两者原位同时存在时的实时分析。


近日,商丘师范学院化学化工学院河南省生物分子识别与传感重点实验室徐茂田教授课题组建立了一种比率型可同时检测HClO和AA的电化学分析方法,并成功实现了人体液中两者的同时分析。他们首先通过在碳纤维微电极(CFME)的表面修饰三维氧化石墨烯(GO)和碳纳米管(CNT)纳米复合材料(GO-CNT)后电化学还原,然后以亚甲基蓝(MB)作为电活性底物合成HClO特异性识别探针(MBS),并进一步通过疏水和π-π作用将其与具有内参比功能的蒽醌(AQ)分子共修饰于CFME/ERGO-CNT电极表面,最终制备了CFME/ERGO-CNT/AQ+MBS微型传感器。该微传感器可以实现具有氧化还原反应的两种分子同时检测。与此同时,借助内参比元素,可以有效避免由于操作和环境原因导致的系统误差,提高了测量准确度。此外,基于微传感器良好的选择性、重现性、稳定性,该电化学平台成功用于监测人体液中AA和HClO的水平。该工作以MB作为电化学活性探针底物,合成具有电化学“Turn-On”的有机探针分子,这种设计为构建新型电化学传感器提供了一种新的策略。

图1. 微传感器制备过程及传感机理。图片来源:Anal. Chem.


相关研究成果发表在Analytical Chemistry 上,论文的第一作者为商丘师范学院化学化工学院河南省生物分子识别与传感重点实验室董辉博士,本文的共同通讯作者为徐茂田教授和周艳丽教授。


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Dual-Response Ratiometric Electrochemical Microsensor for Effective Simultaneous Monitoring of Hypochlorous Acid and Ascorbic Acid in Human Body Fluids

Hui Dong, Yanli Zhou*, Le Zhao, Yuanqiang Hao, Yintang Zhang, Baoxian Ye, Maotian Xu*

Anal. Chem., 2020, DOI: 10.1021/acs.analchem.0c03089


董辉博士简介


董辉,商丘师范学院讲师,2015年7月于郑州大学获得分析化学理学硕士学位,2019年6月于华东师范大学获得分析化学理学博士学位,同月进入商丘师范学院化学化工学院工作,主要研究方向为生物电分析化学。


河南省生物分子识别与传感重点实验室网站:

https://swcg.sqnu.edu.cn/

徐茂田教授

https://hxhgxy.sqnu.edu.cn/info/1099/2482.htm

周艳丽教授

https://hxhgxy.sqnu.edu.cn/info/1099/2478.htm  


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