近日，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所生物傳感器團(tuán)隊(duì)研究人員系統(tǒng)構(gòu)筑了基于OMCs的電化學(xué)傳感體系，用于硝基苯酚異構(gòu)體和硝基苯基有機(jī)磷的選擇性、靈敏檢測(cè)，開發(fā)出的化學(xué)/生物電化學(xué)傳感器可應(yīng)用于海水、污水環(huán)境中的污染物組分檢測(cè)。
非硅基類有序介孔碳材料(OMCs）是一種介穩(wěn)態(tài)碳晶體，具有非常大的比表面積、孔容量以及有序排列的孔結(jié)構(gòu)。
該團(tuán)隊(duì)研究人員郎巧霖和研究生張婷婷等利用硬模板法合成OMCs（圖1），發(fā)現(xiàn)硝基苯酚同分異構(gòu)體在OMCs修飾的玻碳電極（GCE）(OMCs/GCE)上出現(xiàn)彼此分開的還原峰（圖2），利用差分脈沖伏安法(DPV)可實(shí)現(xiàn)鄰、間、對(duì)硝基苯酚三種異構(gòu)體的同時(shí)檢測(cè)，常見的組分對(duì)其測(cè)定無干擾。
該研究小組還開發(fā)了超靈敏、選擇性檢測(cè)硝基苯基有機(jī)磷的電化學(xué)傳感器。利用差分脈沖伏安法技術(shù)在OMCs/GCE上檢測(cè)硝基苯基有機(jī)磷（對(duì)氧磷、對(duì)硫磷、甲基對(duì)硫磷等），檢出限達(dá)nM級(jí)（圖3）。且測(cè)定過程無需除氧，與傳統(tǒng)除氧方法相比有了較大進(jìn)步。
此外，該小組選擇對(duì)硝基苯酚和對(duì)甲苯酚分別作為吸電子和供電子取代酚衍生物代表，研究了酚類在OMCs/GCE上的電化學(xué)行為及反應(yīng)機(jī)理。基于取代基效應(yīng)引起不同取代酚的pKa值和Epa的差異，研究人員提出了一種全新、簡便的方法來預(yù)測(cè)取代酚類的pKa值。
上述研究由劉愛驊研究員主持完成，獲得了國家自然科學(xué)基金資助。中國海洋大學(xué)副教授李鐵團(tuán)隊(duì)、福州大學(xué)教授魏明燈團(tuán)隊(duì)等也參與了研究。
圖1：OMCs透射電鏡照片。（A）介孔隧道結(jié)構(gòu)，（B）沿[001]方向照片。
圖2：OMCs/GCE電極在三種硝基苯酚混合液（PBS緩沖液,pH4.8）中的DPV圖。p-NP,m-NP和o-NP濃度分別為（a）10μM，（b）20μM，（c）30μM。DPV測(cè)定參數(shù)：平衡時(shí)間，2s;電位幅度,50mV;脈沖周期，0.5s;階躍高度，4mV;頻率,60Hz。圖3：（A），OMCs/GCE在不同濃度對(duì)氧磷溶液（PBS緩沖液,pH6.0）的DPV圖。DPV測(cè)定參數(shù)：平衡時(shí)間2s;電位幅度,50mV;脈沖周期，0.5s;階躍高度，4mV;頻率,60Hz。（B），濃度-電流曲線，內(nèi)插圖為10-200nM區(qū)間內(nèi)的放大圖。
