双核席夫碱镍配合物/还原氧化石墨烯复合材料的制备及其在人尿尿酸灵敏检测中的应用

【字体: 时间:2025年06月13日 来源:Microchemical Journal 4.9

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  本研究针对尿酸检测中传统方法操作复杂、成本高的问题,开发了一种基于双核席夫碱镍配合物(Ni2 PD2 )与还原氧化石墨烯(RGO)复合的新型电化学传感器。该传感器在1-110 μM范围内呈现线性响应,检测限低至0.2 μM,并成功应用于人尿样本检测,与商用试剂盒结果无统计学差异,为临床尿酸监测提供了简便高效的解决方案。

  

尿酸作为人体嘌呤代谢的终产物,其浓度异常与痛风、肾病等疾病密切相关。目前临床检测方法存在设备昂贵、步骤繁琐等局限,而电化学传感器虽具潜力,却面临选择性差、稳定性不足等挑战。针对这一现状,研究人员开发了一种创新性的双核席夫碱镍配合物(Ni2
PD2
)与还原氧化石墨烯(RGO)复合材料,构建了高灵敏度尿酸传感器。

研究团队通过微波辐射法合成了具有双齿配位能力的PD配体(3,3′-((1E,1′E)-(1,3-亚苯基双(氮杂亚基))双(亚甲基))双(苯-1,2-二醇)),与镍离子配位形成Ni2
PD2
配合物。该配合物与RGO复合后修饰于玻璃碳电极(GCE)表面,利用CHN元素分析、FT-IR光谱、FESEM-EDS等技术进行表征。电化学测试显示,该传感器在1-110 μM尿酸浓度范围内呈现优异线性响应,检测限(LOD)达0.2 μM,且能有效抵抗K+
、抗坏血酸等干扰物影响。

主要技术方法
研究采用微波辅助合成PD配体及其镍配合物,通过化学还原法制备RGO,采用滴涂法构建Ni2
PD2
/RGO/GCE传感器。电化学性能通过循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)评估,实际应用测试使用5例人尿样本,并与商用检测试剂盒进行比对验证。

研究结果

  1. 材料表征:FT-IR证实PD配体中亚胺键(-C=N-)的形成,XPS显示Ni2+
    与配体O/N原子的配位作用,FESEM显示RGO与Ni2
    PD2
    的均匀复合。
  2. 电化学性能:Ni2
    PD2
    /RGO/GCE的电子转移速率常数(ks
    )达1.2×10-2
    cm s-1
    ,显著优于裸GCE,表明复合材料有效增强了电极导电性。
  3. 实际应用:人尿样本检测回收率为97.3%-103.5%,与商用试剂盒的偏差<5%,证实其临床适用性。

结论与意义
该研究首次将双核席夫碱镍配合物应用于尿酸检测,通过RGO复合解决了金属配合物导电性差的瓶颈问题。Ni2
PD2
/RGO/GCE传感器兼具高灵敏度(1.45 μA μM-1
cm-2
)和优异选择性,在人尿复杂基质中仍保持稳定性能。这一成果不仅为临床尿酸监测提供了便携式检测方案,更为金属配合物在生物传感领域的应用开辟了新途径。论文发表于《Microchemical Journal》,展现了交叉材料学与临床检测的创新价值。

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