肝素功能化石墨烯电化学传感器对农业土壤与地下水中铅离子(Pb2+)的高灵敏特异性检测

本推荐语：本研究创新性地将肝素（HPN）与石墨烯（Gr）复合构建电化学传感器，通过吸附溶出差分脉冲伏安法（ASDPV）实现了对Pb2+离子的超灵敏检测（检测限达1.10×10?10 M），兼具高选择性、低成本及便携性优势，为环境重金属污染监测提供了突破性解决方案。

　　

Highlight

化学试剂与仪器

铅(II)硝酸盐及粒径<20 μm的石墨粉购自Sigma-Aldrich，二甲基甲酰胺（DMF）、醋酸钠和冰醋酸购自SRL化学公司。铁氰化钾(II) K₄[Fe(CN)₆]和铁氰化钾(III) K₃[Fe(CN)₆]购自Fischer Scientific。石墨烯（Gr）采用Silverson L5M型高剪切混合器合成，该设备底部设有圆形孔洞，所有溶液均使用Millipore超纯水配制。

肝素作为受体

石墨烯与肝素（HPN）复合旨在引入对Pb²⁺离子具有高亲和力的特异性结合位点或官能团。这些官能团包括羧基（-COOH）和氨基（-NH₂），可作为Pb²⁺等金属离子的配位点。Pb²⁺离子已知能与富含电子的供体原子（如氧O和氮N）形成强配位键。肝素中的官能团恰好提供此类电子供体位点，从而实现特异性捕获。

结论

开发用于农业土壤和地下水样本中Pb²⁺离子检测的伏安传感器时，需充分考虑背景污染干扰及方法优化。关键材料包括玻碳电极（GCE）或改性GCE（如Gr修饰GCE）、电化学池装置、控制电极电位的恒电位仪、Pb²⁺离子标准品、土壤与地下水样本及适宜缓冲溶液（如醋酸缓冲液）。