基于MOF-on-MOF衍生的CoCu-CN纳米复合材料电化学传感器用于对乙酰氨基酚与对氨基酚的高灵敏同步检测

本研究针对对乙酰氨基酚(PA)及其有毒代谢物对氨基酚(4-AP)的检测难题，创新性地采用MOF-on-MOF策略合成CoCu-CN纳米材料，构建了具有宽线性范围(PA:0.05–270.00 μM；4-AP:0.05–170.00 μM)和低检测限(PA:0.020 μM；4-AP:0.019 μM)的电化学传感器，为药物监控和环境污染物检测提供了高效解决方案。

　　

对乙酰氨基酚（PA）作为全球使用量最大的解热镇痛药，其过量使用会导致肝毒性，而其在环境中的残留代谢物对氨基酚（4-AP）更具致癌风险。传统检测方法如高效液相色谱（HPLC）存在设备昂贵、操作复杂等问题，亟需开发高效便捷的检测技术。金属有机框架（MOF）材料虽具有高孔隙率优势，但导电性差制约其电化学应用。

为解决这一难题，研究人员创新性地采用MOF-on-MOF策略，将ZIF-8原位生长于CoCu-MOF纳米棒表面，经高温热解获得一维氮掺杂碳材料（CoCu-CN）。该材料兼具良好的导电性和丰富的活性位点，构建的CoCu-CN/GCE传感器展现出卓越的双组分检测性能：对PA和4-AP的线性范围分别达0.05–270.00 μM和0.05–170.00 μM，检测限低至0.020 μM和0.019 μM，并成功应用于药品和湖水样本分析。该成果发表于《Journal of Electroanalytical Chemistry》，为环境污染物监控提供了新思路。

关键技术包括：1）MOF-on-MOF异质结构制备技术；2）高温热解法制备氮掺杂碳材料；3）扫描电镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）表征；4）电化学阻抗谱（EIS）分析；5）差分脉冲伏安法（DPV）检测。

【材料表征】
SEM显示CoCu-MOF呈均匀棒状结构（长度5 μm，直径500 nm），ZIF-8为150 nm的十二面体。热解后CoCu-CN保留一维形貌，XPS证实Co²⁺
/Co³⁺
和Cu⁺
/Cu²⁺
的协同作用增强催化活性。

【传感器性能】
在pH 7.0 PBS中，DPV测试显示PA和4-AP的氧化峰电位差达310 mV，实现完全分离。抗干扰实验表明，20倍浓度的常见物质（如葡萄糖、Na⁺
）不影响检测。

【实际应用】
对扑热息痛片剂加标回收率为97.3%–103.8%，湖水样本检测RSD<4.2%，验证了方法的可靠性。

该研究通过界面工程策略显著提升了MOF衍生材料的电催化性能，建立的同步检测方法较传统技术效率提升10倍以上。Sumin Xu等开发的传感器为药物质量控制和环境风险评估提供了创新工具，其MOF-on-MOF合成范式对功能材料设计具有普适性指导意义。