NiO-rGO/Mo2 Ti2 C3 三元复合材料的简易设计及其在电化学检测多巴胺中的应用

为解决神经退行性疾病诊断中多巴胺（DA）检测灵敏度低、干扰多的问题，研究人员通过原位合成法构建了NiO-rGO/Mo2 Ti2 C3 三元复合材料。该材料结合工业石墨废料衍生的rGO、Mo2 Ti2 C3 MXene和NiO纳米颗粒的协同效应，实现了DA的高灵敏度检测（检测限1.44 nM），并在实际样本（血清、尿液）中表现出优异回收率（98-108%），为临床诊断提供了新策略。

　　

研究背景与意义
多巴胺（DA）作为关键神经递质，其浓度异常与帕金森病、精神分裂症等疾病密切相关。然而，现有检测方法面临成本高、操作复杂、抗干扰能力弱等挑战。MXenes（二维过渡金属碳/氮化物）因其高导电性和可调表面化学性质成为传感材料新宠，但双过渡金属MXene（如Mo₂
Ti₂
C₃
）的应用仍待开发。与此同时，工业石墨废料的环境负担催生了其高值化利用需求。

研究设计与方法
来自中国的研究团队通过一步原位还原法，将工业石墨废料衍生的还原氧化石墨烯（rGO）、HF蚀刻MAX相获得的Mo₂
Ti₂
C₃
MXene与NiO纳米颗粒复合，构建了NiO-rGO/Mo₂
Ti₂
C₃
（NGM21）三元电极材料。采用XRD、SEM-EDS、XPS等技术表征材料结构，通过循环伏安法（CV）和差分脉冲伏安法（DPV）评估其电化学性能，并在人体血清和尿液样本中验证实用性。

研究结果

1. 材料表征：XRD证实Mo₂
   Ti₂
   C₃
   成功剥离，XPS显示Ni²⁺
   与rGO的含氧基团配位。HR-TEM观察到NiO纳米颗粒（5-10 nm）均匀分散在rGO/MXene基底上。
2. 电化学性能：NGM21电极对DA氧化呈现显著催化活性，灵敏度达1.441×10^?4
   μA μM^?1
   ，线性范围0.002-0.012 μM，且抗抗坏血酸、尿酸等干扰物的能力强。
3. 实际应用：血清样本回收率98-103%，尿液样本107%，证实其在复杂生物基质中的可靠性。

结论与意义
该研究首次将Mo₂
Ti₂
C₃
MXene与废料衍生rGO结合，创制的三元复合材料突破了传统DA传感器的检测限（1.44 nM），为神经退行性疾病的早期诊断提供了经济高效的解决方案。材料合成策略同时实现了工业废料资源化，兼具环境与经济效益。研究成果发表于《Synthetic Metals》，为MXene基电化学传感器的设计提供了新范式。