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为解决传统胆固醇检测方法成本高、操作复杂等问题,研究人员开展基于分子印迹聚合物(MIP)修饰氧化石墨烯(GO)铅笔石墨电极(PGE)的胆固醇检测研究。构建的传感器 LOD 达 0.85 mM,稳定性良好,为 POCT 应用提供新方向。
胆固醇作为人体细胞膜的重要组成成分,正常水平维持在 < 5.2 mmol/L 时对细胞膜结构稳定、激素合成等至关重要,而一旦超过正常范围引发的高胆固醇血症,已成为全球范围内的健康隐患,传统检测方法如荧光酶法、色谱法等存在成本高、操作繁琐、依赖实验室设备等局限,难以满足快速检测需求,尤其在即时检测(POCT)场景中。在此背景下,开发一种简便、灵敏、稳定的胆固醇检测技术迫在眉睫。
来自相关研究机构的研究人员针对这一现状,开展了基于分子印迹聚合物(MIP)修饰氧化石墨烯(GO)铅笔石墨电极(PGE)的胆固醇检测研究。该研究构建的非酶电化学传感器在胆固醇检测中表现出色,为胆固醇的快速检测提供了新的技术路径,相关成果发表在《Biochemical Engineering Journal》。
研究中用到的主要关键技术方法包括:采用三电极系统(2B 型铅笔石墨电极作为工作电极、Ag/AgCl 作为参考电极、Pt 作为 counter 电极),运用电聚合技术在 PGE/GO 表面制备分子印迹聚 [2-(二甲氨基) 乙基甲基丙烯酸酯](poly [DMAEMA])层,通过优化模板分子浓度与单体比例、聚合和模板去除循环次数、扫描速率、再结合时间和 pH 等参数,实现对胆固醇的检测。
材料与电极功能化
研究采用 2B 型铅笔石墨电极作为工作电极,其含有 79% w/w 石墨,具有良好的电化学特性。通过将氧化石墨烯(GO)引入 PGE,利用其氧官能团增强化学 reactivity,增加电极的表面积,促进电子转移,为后续分子印迹聚合物的修饰奠定基础。
传感器性能优化与检测结果
经参数优化后,该传感器对胆固醇的检测表现出优异性能。检测限(LOD)为 0.85 mM,定量限(LOQ)为 2.85 mM,线性范围为 1–6 mM,灵敏度达 40.52 μA?μM?1?cm?2。即便在其他干扰分子存在的情况下,仍对胆固醇具有良好的选择性。在第十天的电流稳定性百分比为 85.52%,显示出传感器修饰的良好稳定性,具备重复检测的潜力。
结论
该研究成功开发了一种基于 PGE/GO/MIP 的非酶电化学传感器用于胆固醇检测。铅笔石墨电极经 GO 修饰后,凭借其大表面积提升了电子转移效率,结合分子印迹聚合物形成的胆固醇特异性识别空腔,实现了对胆固醇的灵敏、选择性检测。该传感器具有成本低、操作简便、稳定性好等优点,为胆固醇的即时检测(POCT)应用提供了有前景的解决方案,有望在临床检测和现场快速分析中发挥重要作用,为高胆固醇血症的早期筛查和预防提供技术支持。