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基于金钌纳米粒子的等离子激元增强电活性研究及电分析应用

电分析传感界面具有极高的灵敏度,但易受到许多非特异性吸附分子的干扰,从而影响电化学分析应用的准确性和稳定性。设计高强度、抗干扰电活性纳米结构对于电化学传感器在分析检测领域中的稳定运用显得尤为重要。近日,江南大学赵媛副教授和西安建筑科技大学周元臻教授合作研究等离子激元增强电活性研究,应用于类表皮生长因子受体2(HER2)的电分析检测。


该团队将具有高电子态密度的金属钌和等离子激元金纳米材料进行复合,制备了金钌纳米材料。通过对材料进行差分脉冲伏安法测定,发现金钌纳米材料产生归属于零价钌的电化学氧化峰,且该氧化峰电流强度在光照下明显增强。研究发现金钌纳米材料受到等离子共振激发激发产生电子空穴对,随后一部分电子流入外部电路,另一部分空穴被金钌纳米材料表面的缺陷位点捕获,加速零价钌的电化学氧化过程,增强其电化学氧化信号电流强度。以电活性金钌纳米材料为检测探针,通过进一步和金纳米粒子组装,由于金钌纳米材料和金纳米粒子之间等离子共振耦合,产生强电磁场,进一步促进了金钌纳米材料的电氧化峰电流强度的增强,且该信号不易受到体系中共存的电活性物质(铜离子、半胱氨酸、抗坏血酸、尿酸、谷胱甘肽及其混合体系)的干扰,具有较好的抗干扰性能。

图1. 光照下等离子激元增强金钌纳米材料电活性示意图。图片来源:Anal. Chem.


利用磁性石墨烯/四氧化三铁纳米片为载体,将金钌纳米材料-金纳米粒子组装结构通过磁吸附作用固定在磁性玻碳电极表面。由于HER2适配体与HER2间亲和力,所以当存在检测目标物时,负载在电极表面的金钌纳米材料-金纳米粒子组装结构将发生解离或者从电极表面脱落,从而导致光照条件下其电氧化信号电流强度的减弱。利用传感器电化学氧化峰作为检测信号,构建了电化学适配体传感器。通过特异性实验以及准确性评估实验,证实构建的电化学适配体传感器实现了对于HER2的灵敏、准确的分析测定。

图2. 电化学传感器在HER2检测中的电氧化峰曲线和检测线性及干扰性研究。图片来源:Anal. Chem.


这一成果近期发表在Analytical Chemistry 上,文章的第一作者是江南大学大学硕士研究生刘瀚,文章的通讯作者是江南大学赵媛副教授和西安建筑科技大学周元臻教授。


原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):

Plasmon-Enhanced Electroactivity of AuRu Nanostructures for Electroanalysis Applications

Han Liu, Wangwang Zheng, Yuan Zhao,* Yuanzhen Zhou*

Anal. Chem.202193, 4944–4951, DOI: 10.1021/acs.analchem.0c05439


导师介绍

赵媛

https://www.x-mol.com/university/faculty/38140 


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