《Diamond and Related Materials》：Electrochemical detection of trimetazidine using boron-doped diamond/cobalt/carbon microspheres electrode
编辑推荐：
•开发了一种基于BDD/Co/CMs电极的电化学传感器，用于高效检测TMZ。•通过DNPV方法，实现了对TMZ的11.5?nM低检测限。•检测过程中表现出优异的选择性和良好的回收率。引言三甲双胍（TMZ）作为一种游离脂肪酸氧化抑制剂，对心绞痛和糖尿病患者具有保护作用[1]。此外，
- •
开发了一种基于BDD/Co/CMs电极的电化学传感器，用于高效检测TMZ。
- •
通过DNPV方法，实现了对TMZ的11.5?nM低检测限。
- •
检测过程中表现出优异的选择性和良好的回收率。
引言
三甲双胍（TMZ）作为一种游离脂肪酸氧化抑制剂，对心绞痛和糖尿病患者具有保护作用[1]。此外，TMZ可以减少ATP合成过程中的氧气消耗，并缓解心肌缺血引起的代谢紊乱[2]。因此，它有可能被滥用作为一种违禁物质来显著提高运动耐力和竞技表现[3]。根据《世界反兴奋剂条例》的禁用清单，TMZ被归类为“始终禁止使用的物质或方法”[4]。有报道称，TMZ不仅会诱导水生生物的氧化应激和生殖毒性，还可能通过饮食摄入对人体造成潜在风险[5],[6]。此外，长期暴露于TMZ可能会对人类肾脏和心血管系统造成重大损害[7]。因此，快速准确地监测水、尿液和药物样品中的TMZ浓度对于环境监测、反兴奋剂执行和治疗药物监测至关重要。
目前存在多种检测TMZ的方法，包括液相色谱-质谱[8],[9]、动力学光谱法[10]、毛细管电泳[11]和紫外光谱法[12]。但这些方法存在设备成本高、操作复杂以及实时监测能力有限的问题[13],[14]。相比之下，电化学传感方法具有低成本、响应迅速和适用于现场检测的优点[15],[16],[17]。
三电极装置的核心是工作电极。由于sp2和sp3杂化碳材料具有高导电性和低背景电流，它们成为电化学传感的有希望的载体[18],[19],[20]。其中，掺硼金刚石（BDD）电极具有宽的电极电位窗口、低背景信号和出色的化学稳定性[21],[22],[23]。然而，BDD电极的表面积小且活性位点有限，这限制了其检测能力。因此，提高BDD的检测性能需要构建复合结构或在其表面修饰催化剂。在sp2碳材料中，石墨具有优异的导电性、较大的表面积和良好的电化学稳定性[24],[25]。石墨还可以原位沉积，形成强烈的界面相互作用，广泛应用于高级电化学传感器的制备[26],[27]。为了解决BDD的性能局限，金属颗粒的催化活性提供了一个有效的解决方案[19],[28],[29]。钴（Co）具有低成本、无毒性和良好的电催化活性等理想特性[30],[31],[32]。具体而言，Co可以在原位溶解碳原子并催化石墨的沉积，从而在BDD表面形成高度稳定的sp2石墨层[33],[34]。
在本研究中，我们通过磁控溅射和微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）制备了BDD/Co/CMs电极用于TMZ的检测。在高温微波等离子体作用下，BDD基底上的Co薄膜会脱湿成颗粒，这些颗粒成为CMs生长的核化位点。BDD上Co和CMs的结合增强了导电性和反应位点，从而实现了高性能的传感效果。BDD/Co/CMs电极具有宽的线性检测范围、低检测限和显著的灵敏度。此外，其优异的选择性、良好的重复性、稳定性和可重现性证明了其良好的性能。
章节摘要
材料
盐酸三甲双胍（≥97%）从Aladdin Reagent Co.购买。氰铁钾（K?[Fe(CN)?]）、氰亚铁钾三水合物（K?[Fe(CN)?）和氯化钾（KCl）从Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.购买。钴靶材（直径50 mm，纯度99.9%）也从Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.购买。盐酸三甲双胍片剂（每片含20 mg TMZ）从Servier（天津）制药有限公司购买。人工尿样
电极表征
为了研究Co薄膜厚度和生长时间对CMs制备的影响，进行了两组对照实验。首先，分别用磁控溅射在BDD基底上沉积了11、22和33 nm厚的Co薄膜，对应的溅射时间为30秒、60秒和90秒。随后通过MPCVD在900℃下进行热脱湿处理，形成的连续Co薄膜转化成了平均直径分别为16.98 nm、26.19 nm和31.15 nm的纳米颗粒（见图
结论
总结来说，BDD/Co/CMs电极是通过在Co溅射的BDD基底上生长CMs并用MPCVD方法制备的，用于TMZ的痕量分析。对Co薄膜厚度和生长时间的系统研究显示，最佳制备参数是溅射30秒和生长120分钟。在生长过程中，Co纳米颗粒会溶解并释放碳原子，最终形成球形的CMs结构。动力学分析证实了这一过程。
CRediT作者贡献声明
赵春燕：起草初稿、进行研究、进行正式分析、整理数据。郑安琦：进行正式分析、整理数据。梁雅琪：进行研究、进行正式分析、整理数据。杨明超：获取资金、进行正式分析、整理数据。万琳峰：起草稿件、审稿与编辑、监督、进行正式分析。李东海：起草稿件、审稿与编辑、监督、获取资金、进行正式分析、提出概念。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文报告工作的财务利益或个人关系。
致谢
本工作得到了吉林大学超硬材料国家重点实验室开放项目（项目编号：2303）的支持。作者感谢吉林大学高压与超硬材料国家重点实验室的仪器和设备共享平台。
赵春燕|郑安琦|梁雅琪|杨明超|万琳峰|李东海
