Enzymfreier strombasierter Sensor auf einem MWCNTs/Ti3C2TX-modifizierten Glas-Kohlenstoff-Elektroden zur Morphinerkennung im Schweiß

REN Shu-fang ,  

QUAN Xue-bing ,  

CHEN Yu ,  

WANG Zi-han ,  

LIU Xiao-hang ,  

WANG Qing-tao ,  

摘要

Morphin hat sucht- und toxikologische Eigenschaften, die eine schnelle und präzise Erkennung erfordern. Traditionelle Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie-Methoden sind schwer vor Ort anzuwenden, und elektrochemische Sensortechnologie ist aufgrund niedriger Kosten und hoher Empfindlichkeit eine der bevorzugten Techniken geworden. Das zweidimensionale Ti3C2TX MXen besitzt hervorragende Leitfähigkeit und große spezifische Oberfläche, neigt aber zur Agglomeration; Mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren (MWCNTs) können diese Agglomeration hemmen, ihre Synergie verstärkt die Wirkung. In dieser Studie wurde Ti3AlC2 mit HCl/LiF geätzt, um Ti3C2TX herzustellen, das ultraschallbehandelt mit oxidierten MWCNTs kombiniert wurde. Eine glasartige Kohlenstoffelektrode (GCE) wurde mittels Tropfentechnik modifiziert, um den Sensor MWCNTs/Ti3C2TX/GCE aufzubauen. Die Charakterisierung und Leistungsbewertung erfolgte mittels Röntgendiffraktion (XRD), Rasterelektronenmikroskopie (SEM), Transmissionselektronenmikroskopie (TEM), zyklischer Voltammetrie (CV) und differentieller Pulsvoltammetrie (DPV). Die Ergebnisse zeigen, dass MWCNTs erfolgreich zwischen den Schichten von Ti3C2TX eingelagert wurden, wodurch die Agglomeration effektiv unterdrückt wird. Die elektrochemisch aktive Fläche der Verbundelektrode ist zehnmal größer als die der GCE. Nach Optimierung der Bedingungen liegt der lineare Erkennungsbereich für Morphin bei 1.0 × 10-6~1.0 × 10-2 mol/L, mit der linearen Gleichung Iₚₐ=6.149 8 logC + 69.855 (=0.979 0), und einer Nachweisgrenze von 0.263 μmol/L. Der Sensor zeigt ausgeprägte Antistörfestigkeit, Reproduzierbarkeit und Stabilität und wurde zur Bestimmung von Morphin im menschlichen Schweiß eingesetzt, mit einer Rückgewinnungsrate von 92.3%~96.8% und einer relativen Standardabweichung (RSD) unter 5.0%. Dieser Sensor löst das Stapelproblem von Ti3C2TX und bietet eine praktikable Lösung für die schnelle Vor-Ort-Analyse von Morphin sowie eine Referenz für die Entwicklung von MXene-basierten Sensoren.

关键词

Mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren;MXen;Enzymfreier elektrochemischer Sensor;Morphin;Elektrochemische Detektion

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