MWCNTs/Ti3C2TX修飾ガラス状炭素電極無酵素電流型センサーによる汗中モルヒネ検出

REN Shu-fang ,  

QUAN Xue-bing ,  

CHEN Yu ,  

WANG Zi-han ,  

LIU Xiao-hang ,  

WANG Qing-tao ,  

摘要

モルヒネは依存性と毒性を持ち、高速かつ正確な検出が必要である。従来の液体クロマトグラフィー質量分析法は現場での応用が困難であり、電気化学センサー技術は低コストかつ高感度の利点から優れた技術の一つとなっている。二次元Ti3C2TX MXeneは優れた導電性と大きな比表面積を持つが、容易に凝集する。多層カーボンナノチューブ(MWCNTs)はその凝集を抑制でき、両者の相乗効果がある。本研究ではHCl/LiFでTi3AlC2をエッチングしてTi3C2TXを合成し、酸化MWCNTsと超音波混合し、滴下法でガラス状炭素電極(GCE)を修飾してMWCNTs/Ti3C2TX/GCEセンサーを作製した。X線回折(XRD)、走査電子顕微鏡(SEM)、透過電子顕微鏡(TEM)、サイクルボルタンメトリー(CV)、差動パルスボルタンメトリー(DPV)により特性評価と性能評価を行った。結果はMWCNTsがTi3C2TX層間に成功裏に挿入され、凝集を効果的に抑制し、複合電極の電気化学的活性面積はGCEの10倍であることを示した。条件最適化後、センサーのモルヒネ検出の線形範囲は1.0 × 10-6~1.0 × 10-2 mol/Lであり、線形方程式はIₚₐ=6.149 8 logC + 69.855 (=0.979 0)、検出限界は0.263 μmol/Lであった。センサーは優れた耐干渉性、再現性および安定性を持ち、人間の汗中のモルヒネ検出に用いられ、添加回収率は92.3%~96.8%、相対標準偏差(RSD)は5.0%未満であった。本センサーはTi3C2TXの積層問題を解決し、モルヒネの現場迅速検出に実用的な解決策を提供するとともに、MXenesベースセンサーの開発の参考となる。

关键词

多層カーボンナノチューブ;MXene;無酵素電気化学センサー;モルヒネ;電気化学検出

阅读全文