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基于導(dǎo)電MOFs神經(jīng)毒劑的超靈敏抗干擾快速檢測
2022年12月15日 09:49:18 來源：化工儀器網(wǎng) 作者：羊舌木 點擊量：4974

中科院大連化學(xué)物理研究所研究員盧憲波和研究員陳吉平團(tuán)隊始終致力于新型納米傳感器在環(huán)境污染物快速檢測上的應(yīng)用研究。近日，他們在電化學(xué)生物傳感器的研發(fā)中取得新進(jìn)展。

　　【化工儀器網(wǎng) 項目成果】金屬有機(jī)骨架(cMOFs)是一種由金屬離子或離子簇與有機(jī)配體通過分子自組裝而形成的具有周期性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的晶體材料。其有著諸多獨特的特點，例如超低的質(zhì)量密度(~0.13g cm-3)、大孔容以及明晰的孔徑分布。并且由于MOFs超高的孔隙率、巨大的比表面積以及可調(diào)整的結(jié)構(gòu)和性能，各個領(lǐng)域已經(jīng)對其展開了廣泛的研究。
 
　　然而，絕大多數(shù)MOFs的固有絕緣特性，阻礙了其在電子器件中的應(yīng)用。中科院大連化學(xué)物理研究所研究員盧憲波和研究員陳吉平團(tuán)隊始終致力于新型納米傳感器在環(huán)境污染物快速檢測上的應(yīng)用研究。近日，他們在電化學(xué)生物傳感器的研發(fā)中取得新進(jìn)展。
 
　　神經(jīng)毒劑的急性毒性可致人、動物等死亡，其在化學(xué)中毒性疾病發(fā)病占比最高，亟需發(fā)展快速、廉價的檢測方法滿足應(yīng)急檢測需求。對此，研究團(tuán)隊設(shè)計合成了一系列二維導(dǎo)電金屬有機(jī)框架，在此基礎(chǔ)上制備的生物傳感器展現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能，實現(xiàn)了多種介質(zhì)中神經(jīng)毒劑的超靈敏抗干擾快速檢測。
 
　　他們合成了一系列基于不同金屬中心和共軛有機(jī)配體的cMOFs，其良好的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性以及納米尺度上活性位點的有序排列展現(xiàn)出對提高傳感器關(guān)鍵性能的優(yōu)異協(xié)同效應(yīng)，而良好的導(dǎo)電性源自于金屬中心和共軛配體之間的面內(nèi)擴(kuò)展d-π共軛。同時，研究人員通過對cMOFs結(jié)構(gòu)的原子級調(diào)整，發(fā)現(xiàn)了金屬中心的種類以及孔徑大小在電化學(xué)性能中的決定性作用。超小的羥基苯醌配體(THQ)具有明顯的二維螯合效應(yīng)，進(jìn)一步提高了cMOF的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性。
 
　　團(tuán)隊開發(fā)了基于cMOFs的電化學(xué)生物傳感器，發(fā)現(xiàn)基于Cu3(THQ)2的傳感器性能優(yōu)異，通過顯著降低信號底物的氧化電位提高了傳感器的抗干擾能力，同時傳感器靈敏度提高達(dá)到一個數(shù)量級。該項研究進(jìn)一步證明了Cu3(THQ)2上密集的混合價銅和分析物之間電荷轉(zhuǎn)移的重要作用，實現(xiàn)了多種介質(zhì)中神經(jīng)毒劑的超靈敏抗干擾快速檢測，同時也展示了cMOFs作為新型電極材料在電化學(xué)傳感上的巨大潛力。
 
　　此項研究的相關(guān)成果發(fā)表在《分析化學(xué)》上。
 
　　(資料來源：中國科學(xué)報)
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