基于葡萄糖/酒石酸/甘油三元天然低共熔溶剂修饰碳糊电极的卡巴多辛传感研究

本研究针对环境污染物卡巴多辛（CBZ）的快速检测需求，开发了一种基于三元天然低共熔溶剂（t_NADES）修饰的碳糊电极（CPE）电化学传感器。通过优化D(+)葡萄糖/L(+)酒石酸/甘油（1:1:5摩尔比）的t_NADES2–10% 配方，显著提升电极导电性和亲水性，实现1.0-15.0 μmol L?1 线性检测范围（LOD 0.57 μmol L?1 ），回收率达99.2%-101.9%，为绿色分析技术提供新范式。

　　

在环境污染物监测领域，卡巴多辛（Carbendazim, CBZ）作为高毒性杀菌剂，因其致癌性和生物累积性被多国列为优先管控物质。传统检测方法面临成本高、步骤繁琐等挑战，而电化学传感技术虽具有快速响应优势，却受限于电极材料的性能瓶颈。现有碳糊电极（Carbon Paste Electrode, CPE）依赖矿物油等非环保粘合剂，且对CBZ的检测灵敏度和选择性不足。如何开发兼具高效催化性能和绿色可持续特性的电极材料，成为分析化学领域亟待突破的难题。

针对这一挑战，巴西圣保罗研究基金会支持的研究团队创新性地将天然低共熔溶剂（Natural Deep Eutectic Solvent, NADES）引入电极修饰领域。研究人员设计了三元NADES（t_NADES）体系，以D(+)葡萄糖为氢键受体（HBA），L(+)酒石酸为第一氢键供体（HBD1），分别搭配甘油、乙二醇或水作为第二氢键供体（HBD2），构建了t_NADES1-3三种配方。通过系统表征和性能比较，最终开发出t_NADES2_–10%
/CPE修饰电极，相关成果发表在《Journal of Electroanalytical Chemistry》。

研究采用傅里叶变换红外光谱（FTIR-ATR）确认氢键网络形成，场发射扫描电镜（SEM-FEG）观察石墨片层结构，结合接触角测试、循环伏安法（CV）、电化学阻抗谱（EIS）和方波伏安法（SWV）等分析技术。实验选用自来水样本，通过加标回收验证实际应用价值。

物理外观与结构表征
t_NADES2（葡萄糖:酒石酸:甘油=1:1:5）呈现均一透明液态，FTIR-ATR显示C=O伸缩振动峰蓝移，证实组分间形成强氢键作用。SEM-FEG显示该配方使石墨片层间距缩小，提升电子传导效率。

电化学性能优化
含10% t_NADES2的CPE电荷转移电阻降低76%，[Fe(CN)₆
]^3?/4?
探针氧化峰电流提升3.2倍。酒石酸的质子耦合电子转移（PCET）机制促进CBZ分子脱氢，甘油则通过降低粘度改善传质效率。

分析性能验证
在0.1 mol L^?1
PBS（pH 7.0）中，SWV响应在1.0-15.0 μmol L^?1
呈线性（R²
=0.998），LOD达0.57 μmol L^?1
。日内精密度RSD<5%，电极制备重现性RSD<5%，自来水加标回收率99.2%-101.9%（n=3）。

该研究开创性地将生物基t_NADES作为CPE绿色改性剂，突破传统电极材料的环境相容性限制。t_NADES2_–10%
通过多重氢键网络重构石墨界面微环境，其PCET效应与粘度的平衡设计为功能化电极开发提供新思路。研究成果不仅为CBZ监测提供高性价比解决方案，更推动电分析化学向绿色可持续方向迈进。正如通讯作者Rafael M. Buoro强调，这种"设计-表征-应用"的研究范式可拓展至其他有害物质检测领域，具有重要的方法论意义。