硼/氮共掺杂网状多孔碳框架封装硒化钴纳米材料：用于人体血清中黄嘌呤和尿酸超灵敏同步检测的先进传感器

本文推荐一种创新的CoSe@B,N-IRPC纳米复合材料，通过自模板法将硒化钴(CoSe)纳米颗粒嵌入硼/氮共掺杂三维网状多孔碳框架，解决了传统传感器对黄嘌呤(XA)/尿酸(UA)检测中氧化电位重叠、灵敏度不足等问题。该材料具有0.011μM(XA)/0.028μM(UA)的超低检测限和4719μM(XA)/2587μM(UA)的超宽线性范围，其三维连通孔道结构显著提升了电子转移效率，在糖尿病、阿尔茨海默病等代谢疾病诊断中展现出重要应用价值。

　　

亮点

本研究开发的新型CoSe@B,N-IRPC材料通过独特的3D网状多孔结构，实现了对黄嘌呤(XA)和尿酸(UA)的同步超灵敏检测，其性能参数显著超越现有报道的靶向特异性传感器。

综合形貌与结构表征

场发射扫描电镜(FE-SEM)显示，热解后的聚丙烯腈(PAN)衍生碳材料保持着完整的纳米纤维结构（直径200-400纳米）。透射电镜(TEM)进一步证实了硼/氮共掺杂碳基质中均匀分布的CoSe纳米颗粒（粒径8-15纳米），X射线衍射(XRD)图谱中44.2°和50.4°的特征峰明确对应于CoSe的(101)和(102)晶面。拉曼光谱中1350 cm^-1(D带)与1580 cm^-1(G带)的强度比(I_D/I_G=1.03)表明材料具有高度缺陷的石墨化结构，这种特性显著提升了电子转移效率。

电化学传感性能

在优化条件下，该传感器对XA/UA展现出惊人的检测灵敏度：XA的线性范围跨越5个数量级(0.0142-4719 μM)，UA覆盖4.5个数量级(0.0316-2587 μM)。差分脉冲伏安法(DPV)测试显示两个清晰的氧化峰，电位差达210 mV，有效解决了传统传感器中XA/UA氧化峰重叠的难题。材料独特的孔道结构使电解液渗透率提升300%，电荷转移电阻(R_ct)降低至82 Ω，比未掺杂材料减少65%。

实际样本验证

在加标人血清检测中，回收率达到98.2%-103.5%，相对标准偏差(RSD)<3.5%。传感器对多巴胺(DA)、抗坏血酸(AA)等干扰物的抑制率>92%，连续检测30次后信号衰减<5%，证明其卓越的抗干扰性和操作稳定性。

结论

这种通过水热-硒化法制备的CoSe@B,N-IRPC材料，其三维分级孔道结构像"分子高速公路"般实现了分析物的快速传输，而硼/氮共掺杂产生的电子调制效应则如同"电子涡轮增压器"，协同提升了传感性能。该研究为代谢性疾病标志物的即时检测提供了突破性解决方案。