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[转载]Analytical chemistry:基于金纳米粒子修饰的电分析传感纸用于汗液和血清中的铜离子灵敏检测-奇材进展

已有 650 次阅读 2021-4-6 15:18 |个人分类:奇材进展|系统分类:科普集锦|文章来源:转载

意大利罗马大学团队工作,奇材馆整理 

文章概述】

     分析化学领域中生物传感器的增长主要归功于经济、有效、便携和用户友好的分析工具的发展。在传感器领域中,纸张设备因其突出的特点,包括可折叠性、易用性和无需仪器辅助而获得了较多研究者的关注。利用这种环保材料作为基材,首先合成金纳米粒子(AuNPs),在此过程中没有使用还原剂或外部刺激。然后,印刷电极, 装载化验用试剂。最后,除杂,预浓缩目标分析物。在标准溶液中,铜离子的检测浓度可降至3 ppb,线性度可达400 ppb。通过回收研究以及利用基于纸张平台和原子吸收光谱法分析这些生物液体,证明了这种新型生态设计分析工具在生物基质(即汗液和血清)中的适用性,证明了其令人满意的准确性。

【成果简介】

      Stefano Cinti课题组联合Fabiana Arduini课题组发明了利用经济环保可持续发展的纸制品代替传统传感器载体,在纸张上原位合成纳米金粒子修饰的可打印的电极,由于检测汗液和血清中铜离子,解决了传统铜离子检测需要实验室设置,大体积的仪器,高度专业化的人员和耗时的分析等弊端。该材料符合奇材馆理念,后续开发值得期待!

【文章亮点】

(1)、滤纸作为基底可持续合成纳米金粒子,可浓缩目标金属铜

(2)、 高的灵敏度检测和令人满意的准确性。

(3)、电化学测量,在纸张上可打印电化学测试装置。

(4)、代替了传统铜离子测试所需的专业设备条件和专业分析人员,有广阔的应用前景。

【图文导图】

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图1便携式AuNP -纸条可提供给非专业人士自行检测其体液中的铜离子 

 


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图2在AuNP -纸条上无试剂检测铜离子的步骤示意图。

 


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图3优化浓度(A)和(B)在纸上合成AuNPs的Au(III)溶液的体积。在0- 15 mM范围,扫描速率为0.05 V/s,滴量为0 -15 μL的条件下进行浓度研究/铁氰化物存在时的阳极峰强度。

 

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图4(A, B) AuNP修饰的纸张和(C)未修饰的纸张样品的SEM图像。

(D) AuNP装饰纸的EDS分析。

(E) AuNP大小分布;n = 3

 


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图5 (A)比较两种方法:“无试剂”和“需要试剂”。

(B)检测200ppb铜离子。黑色和红色曲线对应于未处理样品和盐酸调整样品的测量值。

(C)伏安测量比较裸电极(黑色曲线)、商用AuNP修饰电极(绿色曲线)和纸基合成AuNP修饰电极(红色曲线)在没有(虚线)和存在400ppb铜离子(实线)的情况下的性能。

(D)使用裸电极(黑线)和AuNP条带(红线)的伏安法检测增加的铜离子浓度(10 - 400ppb)。插图:裸线(黑线)与AuNP带(红线)标定曲线对比。

 

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图6(A)在400 ppm铜(II)、450 ppm铁(III), 6 ppm锌(II)、150ppm的铅(II), 5ppm的Al (III), 5ppm的镍(II),和十亿分之0.5 Cd (II)下选择性研究。

(B)志愿者运动后提供的真实汗液中铜离子的定量。

(C)随着铜离子浓度(50 ~ 1000ppb)的增加,在酸性溶液中得到的校准曲线。

(D)用标准添加法定量血清样品中的铜离子。

【奇材馆点评】

       纳米金纸的性能好坏,取决于铜离子的积累和灵敏度的提高。本研究利用滤纸可持续合成纳米金;预先浓缩目标金属铜。电化学测量所需的预载试剂;打印所述电化学装置。滤纸已被用作原位形成金纳米粒子(AuNPs)的“绿色”反应器:它代表了在纸的结构中直接进行AuNP的合成,不添加还原剂和封盖剂。自动生产的AuNP纸允许预浓缩铜离子,并检测他们在未经处理的汗液样本和血清样本的低ppb范围。这是一个非常好的例子,说明了一种简单的材料,即纸,如何能够为环保设计和可持续的设备提供智能工具,供非专业人士使用。纸既符合可持续发展的愿景,也是制造商通过设计正确的架构,很容易扩展到其他传感平台的基石。

【论文信息】

 


Electroanalytical Sensor Based on Gold-Nanoparticle-Decorated Paper for Sensitive Detection of Copper Ions in Sweat and Serum

Materials Horizons(IF=6.8)

Pub Date :2021.03.19

https://doi.org/ 10.1021/acs.analchem.0c05469

Neda Bagheri, Vincenzo Mazzaracchio, Stefano Cinti,* Noemi Colozza, Concetta Di Natale,Paolo Antonio Netti, Mohammad Saraji, Simona Roggero, Danila Moscone, and Fabiana Arduini*

Department of Chemical Science andTechnologies, University of Rome Tor Vergata, 00133 Rome,Italy; Department of Chemistry, Isfahan University of Technology, Isfahan 84156-83111, Iran




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