Capteur amperométrique sans enzyme basé sur électrode en verre carbone modifiée par MWCNTs/Ti3C2TX pour la détection de la morphine dans la sueur

REN Shu-fang ,  

QUAN Xue-bing ,  

CHEN Yu ,  

WANG Zi-han ,  

LIU Xiao-hang ,  

WANG Qing-tao ,  

摘要

La morphine présente des propriétés addictives et toxiques nécessitant une détection rapide et précise. Les méthodes traditionnelles de chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse sont difficiles à appliquer sur site, tandis que la technologie capteur électrochimique, grâce à son faible coût et sa haute sensibilité, est devenue l'une des techniques préférées. Le Ti3C2TX MXene bidimensionnel possède une excellente conductivité et une grande surface spécifique, mais tend à s'agglomérer ; les nanotubes de carbone multicouches (MWCNTs) peuvent inhiber cette agglomération, leur synergie est efficace. Cette étude a gravé le Ti3AlC2 avec HCl/LiF pour obtenir Ti3C2TX, l’a ultrasoniquement combiné avec des MWCNTs oxydés, et modifié une électrode en verre carbone (GCE) par dépôt goutte à goutte, construisant ainsi un capteur MWCNTs/Ti3C2TX/GCE. La caractérisation et l’évaluation des performances ont été réalisées par diffraction des rayons X (XRD), microscope électronique à balayage (SEM), microscope électronique en transmission (TEM), voltampérométrie cyclique (CV) et voltampérométrie pulsée différentielle (DPV). Les résultats montrent que les MWCNTs ont été insérés avec succès entre les couches de Ti3C2TX, ce qui a efficacement inhibé leur agglomération. La surface électrochimiquement active de l’électrode composite est 10 fois supérieure à celle du GCE. Après optimisation des conditions, la plage linéaire de détection de la morphine par le capteur est de 1.0 × 10-6~1.0 × 10-2 mol/L, avec l’équation linéaire Iₚₐ=6.149 8 logC + 69.855 (=0.979 0), et une limite de détection aussi basse que 0.263 μmol/L. Le capteur présente une excellente anti-interférence, répétabilité et stabilité, et a été utilisé pour la détection de morphine dans la sueur humaine, avec un taux de récupération ajouté de 92.3%~96.8%, et un écart-type relatif (RSD) inférieur à 5.0%. Ce capteur résout le problème d'empilement du Ti3C2TX et fournit une solution viable pour la détection rapide sur site de la morphine, ainsi qu'une référence pour le développement de capteurs basés sur les MXenes.

关键词

Nanotubes de carbone multicouches;MXene;Capteur électrochimique sans enzyme;Morphine;Détection électrochimique

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