基于空心碳化钼/碳球的低电位电化学传感器用于检测自来水 和牛奶中的羟四环素

《Electrochimica Acta》：Low-potential Electrochemical Sensor based on Hollow Molybdenum Carbide/Carbon Spheres for Detection of Oxytetracycline in Tap Water and Milk

　　

摘要

准确快速地检测实际样品中的土霉素（OTC）具有至关重要的意义，因为土霉素是最常用和典型的四环素类抗生素之一，它有助于保护生态健康和支持有效的环境监测。然而，实现无干扰地检测OTC是一个巨大的挑战。本文报道了一种基于中空碳化钼（Mo₂C）/碳球修饰的玻璃碳电极（GCE）的高性能低电位电化学传感器（Mo₂C/GCE），该传感器能够实现无干扰且准确的OTC检测。与中传统的二维碳基材料相比，中空Mo₂C/碳球不仅表现出类似酶的活性，同时具有更大的比表面积和更多的可利用活性位点。此外，在电催化过程中，Mo₂C发生了高电位氧化，导致其碳材料表面形成了大量的表面缺陷和羰基官能团。这些缺陷和羰基官能团提供了更多的电化学活性位点，并降低了OTC的氧化过电位，从而促进了界面电子转移。因此，OTC在Mo₂C/GCE上的电氧化电位从0.78 V降低到0.64 V。使用安培分析法检测OTC时，Mo₂C/GCE表现出0.01～2000 μM的宽线性范围以及0.01 μM的低检测限（LOD）。最终，这种传感器被用于在低电位下检测自来水和牛奶中的OTC。鉴于该电化学传感器的优异分析性能，其在环境监测和公共卫生领域检测OTC的潜力得到了证明。

章节摘录

引言

土霉素（OTC）是一种常用于畜牧业生产的四环素类抗生素，因其广谱抗菌活性、成本效益和良好的安全特性而受到重视[1]。然而，由于其毒性，OTC的滥用对生态系统构成了严重威胁。通常，OTC的残留会导致环境中抗药性细菌的产生，而过量的OTC残留会威胁生态系统和人类健康。

实验部分

详细的信息材料和仪器可在补充材料文件（SM）中找到。

Mo₂C的表征

Mo₂C是通过水热法制备的，随后进行热解[24,30]。如图1A-D所示，扫描电子显微镜（SEM）图像表明MoO₂呈球形且单分散，直径约为600纳米。透射电子显微镜（TEM）图像进一步证明MoO₂是由纳米片组成的中空纳米球。从图1E-H可以清楚地看到，Mo₂C的直径（约500纳米）缩小了

结论

总之，开发了一种基于中空球形Mo₂C作为电极材料的低电位电化学传感器，成功用于检测牛奶和水中的OTC。该传感器在低电位下显示出高灵敏度和选择性，即使在存在干扰物质的情况下，检测限（LOD）也低至0.01 μM。根据OTC在Mo₂C/GCE上的电化学反应机制，低电位传感器的优势主要在于

CRediT作者贡献声明

Liyun Shi：方法论，数据整理。Dongyang Wang：写作 – 审稿与编辑，资金获取，数据整理。Ziyang Wang：研究。Wenwen Wu：概念构思。Caixia Zhu：软件开发。Wei Shen：方法论。Hian Kee Lee：写作 – 审稿与编辑。Sheng Tang：写作 – 审稿与编辑，资金获取。

Liyun Shi|Dongyang Wang|Ziyang Wang|Wenwen Wu|Caixia Zhu|Wei Shen|Hian Kee Lee|Sheng Tang