碳包覆UiO-66(Zr)@MoS2复合材料用于汗液尿素电化学检测的创新研究

为解决肾功能监测中尿素检测的临床需求，研究人员开发了一种基于碳包覆UiO-66(Zr)@MoS2的新型电化学传感器。该研究通过无溶剂热法绿色合成MOF材料，结合MoS2功能化与碳涂层技术，显著提升了电极导电性和催化活性。实验证实该传感器对汗液尿素检测具有0.4μM的低检测限和优异抗干扰能力，为无创肾功能监测提供了新方案。

　　

肾功能异常是威胁人类健康的重要问题，而尿素作为蛋白质代谢的关键终产物，其浓度变化能直接反映肾功能状态。传统血液尿素检测需要侵入性采样，给患者带来不适。汗液作为新兴的生物标志物来源，具有无创、可连续监测的优势，但现有检测方法面临灵敏度不足、抗干扰能力差等挑战。

深圳职业技术学院（Shenzhen Polytechnic University）的研究团队在《Microchemical Journal》发表了一项突破性研究。他们创新性地将金属有机框架(MOF)材料与二维过渡金属硫化物结合，开发出碳包覆UiO-66(Zr)@MoS₂复合材料，首次实现了汗液尿素的高效电化学检测。这项研究为肾功能的无创监测开辟了新途径。

研究团队采用溶剂热法绿色合成UiO-66(Zr)，通过MoS₂功能化和高温碳化处理制备复合材料。关键技术包括X射线衍射(XRD)表征晶体结构、N₂吸附测试比表面积、扫描电镜(SEM)观察形貌，以及循环伏安法(CV)、电化学阻抗谱(EIS)和方波伏安法(SWV)等电化学性能测试。

材料合成与表征
通过无溶剂热法成功制备UiO-66(Zr)，XRD显示碳包覆后材料产生大量晶体缺陷，SEM证实MoS₂均匀分布在MOF表面。N₂吸附测试显示复合材料具有高比表面积，为尿素氧化提供丰富活性位点。

电化学性能研究
CV测试表明，碳包覆UiO-66(Zr)@MoS₂修饰电极对0.1mM尿素产生5μA的明显氧化峰电流，远高于其他对照组。SWV检测灵敏度更高，氧化峰电流达7.5μA。EIS证实该材料使电子转移电阻降低38.4%，显著提升导电性。

传感器性能验证
构建的传感器对尿素检测限低至0.4μM（定量限1.4μM），且在葡萄糖、乳酸、抗坏血酸等干扰物存在下保持优异选择性。人工汗液测试回收率达满意水平，证实其实际应用潜力。

这项研究通过巧妙的材料设计，将MOF的结构优势与MoS₂的催化特性、碳材料的导电性有机结合。Daidai Wang和Ying Cao等研究者开发的碳包覆UiO-66(Zr)@MoS₂传感器，不仅解决了传统MOF材料导电性差的问题，更首次实现了汗液尿素的高灵敏度检测。该成果为开发便携式肾功能监测设备奠定了材料基础，对推动慢性肾病早期筛查具有重要意义。研究获得国家自然科学基金等多项支持，体现了从基础研究到应用转化的完整创新链条。