BiFeO?/炭黑改性的丝网印刷电极，用于呋喃唑酮的电化学灵敏测定

《Microchemical Journal》：BiFeO 3/carbon black-modified screen-printed electrode for sensitive electrochemical determination of furazolidone

【字体：大中小】 时间：2026年09月10日 来源：Microchemical Journal 5.2

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　　``•所制造的生物传感器表现出高稳定性、可重复性，并且检测限（LOD）低至0.045 μM。其线性响应范围广泛（0.01–130 μM）。•在pH 7时，观察到了最高的阴极电流（-42.59 μA，-0.38 V）。•该传感器在Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cu2+

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所制造的生物传感器表现出高稳定性、可重复性，并且检测限（LOD）低至0.045 μM。其线性响应范围广泛（0.01–130 μM）。
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在pH 7时，观察到了最高的阴极电流（-42.59 μA，-0.38 V）。
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该传感器在Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、抗坏血酸、柠檬酸、葡萄糖和果糖存在的情况下仍具有优异的选择性。
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良好的重复性、抗干扰能力，以及实现超快感应和实时监测FZD的潜力。

引言

检测FZD的水平对于了解其对生态的影响非常重要，已经使用了气相色谱[3]、高效液相色谱和液相色谱-质谱[4]等多种方法进行研究。此外，诸如量热法、光热检测[5]、基于表面增强拉曼散射的检测[6]、荧光检测[7]和电化学检测[8][9]等现代方法也受到了越来越多的关注。为了克服传统分析方法的局限性，电化学传感器因其快速响应、高灵敏度、相对低成本、便携性以及适用于分散式和潜在的连续监测而成为有前景的替代方案[10][11][12][13]。此外，电化学传感可以使用不同的电极平台进行，包括玻璃碳电极、碳浆电极和丝印碳电极。

通常，生物传感器的电极材料需要具备高电导率、较大的电活性表面积和良好的表面功能化潜力。铁氧铋（BiFeO₃）是一种具有优异磁性和电子特性的钙钛矿结构室温多铁性材料，由于其经济性、可操控性和可重复性，是电化学传感电极的理想候选材料[14][11][12]。然而，其本身较差的电导率限制了分析物（FZD）与电极界面之间的电子传输速率。相比之下，炭黑（CB）是一种由炭化烃制成的材料，具有多种可用于制造生物传感器的有益电化学特性。CB可以以其原始状态使用[16][13]，或者与金属[17][14]或半导体氧化物[18][15]复合使用。与其他碳基材料相比，CB具有较高的表面积与体积比、可调的电学性能、相对较低的合成成本，以及良好的热稳定性和机械稳定性，使其成为用于电化学传感器制造的纳米复合材料的理想选择。

章节摘要

BiFeO₃的合成

采用共沉淀技术合成BiFeO₃。首先，将硝酸铋（Bi₂NO₃）（0.1 M）和硝酸铁（III）纳米水合物（0.1 M）分别溶解在20 mL去离子水中，搅拌15分钟。然后，将两种溶液合并到一个新的烧杯中形成前驱体溶液，继续搅拌1小时，最后加入50 mL氢氧化钠以维持pH值为12。

微观结构、结构和化学成分分析

采用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、能量色散X射线光谱（EDX）和元素映射技术分析了合成材料的形态特征和元素分布。BiFeO₃的SEM图像（图1A (a和b)）清楚地显示了由晶体颗粒组成的聚集体，而非孤立纳米晶体，这表明了BiFeO₃聚集效应的固有局限性。对于炭黑（CB）（图1A (c和d)），其表面特征...

结论

评估了BiFeO₃/CB改性的SPCE在FZD电化学检测中的性能。该复合电极比单独的BiFeO₃和CB改性的电极具有更低的电荷转移电阻和更大的电化学活性表面积。在优化条件下，传感器在0.01–130 μM范围内表现出线性响应，检测限为0.045 μM，并在水龙头水、河水、尿液和药片样品中取得了令人满意的性能。

手稿准备过程中生成式AI和AI辅助技术的声明

手稿准备过程中没有使用生成式AI和AI辅助技术。

CRediT作者贡献声明

Parkavi Pandiyan:撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，数据可视化，验证，软件开发，方法学设计，数据分析，概念化。Saravana Pandi Sivaji:撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，数据可视化，验证，软件使用，实验设计，数据分析。Shen-Ming Chen:撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，项目监督，资金申请。Balaji Ramachandran:

致谢

国家科学技术委员会（NSTC 114-2113-M-027-008）的财政支持。本研究还得到了奥兰治沙特大学正在进行的研究资助计划（ORF-2026-436）以及

联系信箱：

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BiFeO3的合成

微观结构、结构和化学成分分析

结论

手稿准备过程中生成式AI和AI辅助技术的声明

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