基于Co-N活性位点的氮掺杂腐植酸电化学生物传感器构建及其在多种生物分子检测中的应用

本综述创新性地在氮掺杂腐植酸（N-HA）上构建Co-N活性位点，开发出具有高灵敏度（DA检测限1.21 μM）和选择性（可区分DA/AA/UA/5-HT）的电化学生物传感器。通过N掺杂和Co负载协同提升材料导电性（电子转移效率提高2-4个数量级）和催化活性（氧化电位低至0.20V），在人工汗液/猕猴桃汁等复杂体系中实现精准检测，为天然有机质（NOM）在生物传感领域的应用开辟新途径。

　　

Highlight

亮点聚焦

本工作通过工程化设计将Co-N活性位点锚定在氮掺杂腐植酸（N-HA）上，构建了能同时实现多种生物分子选择性催化和高灵敏度检测的电化学生物传感器。Co-N位点的d轨道电子特性使其能像"分子剪刀"般精准识别不同生物分子，而N-HA的多孔结构则如同"电子高速公路"大幅提升电荷传输效率。

Electrochemical Behavior, Surface and Element Characterization of Co@N-HA

Co@N-HA的电化学行为与表征

循环伏安（CV）和电化学阻抗谱（EIS）显示，Co@N-HA修饰电极（曲线b）相较于裸电极（曲线a）电流响应提升3倍，阻抗降低90%。X射线光电子能谱（XPS）证实Co-N_x配位结构的形成，这种"金属-氮-碳"三位一体的结构如同微型反应器，为生物分子氧化提供高效催化界面。

Conclusion

结论

这项研究成功将传统上被认为导电性差的腐植酸（HA）转化为高性能生物传感平台。Co@N-HA传感器对DA和AA的检测限突破1.21 μM，在复杂生物样本中展现出媲美贵金属催化剂的性能。该工作不仅为天然有机质（NOM）的高值化利用提供新思路，更为开发低成本、环境友好的下一代生物传感器奠定基础。