组成图示
点击图片查看大图 · 依据论文自动绘制
传感器类型
电化学生物传感器
检测对象
有机磷农药（organophosphate pesticides, OPs，以甲基对硫磷 methyl parathion, MP 为模型）；样品基质：磷酸盐缓冲液/水样溶液及大蒜加标样品
检测原理
Ni/Al-LDHs 薄膜电沉积于 GCE 表面，其带正电层间空间可容纳阴离子/极性分子。将修饰电极浸入含 MP 的样品溶液，MP 因主客体相互作用、较大偶极矩和层间插层作用被选择性萃取并插层到 LDHs 层间，实现固相萃取（SPE）富集。随后在 0.1 M PBS（pH 5.7）中进行方波伏安（SWV）剥离检测：MP 的硝基在负电位发生不可逆还原生成羟胺，并在约 0.06 V 出现可逆/剥离氧化还原峰；峰电流与电极表面富集的 MP 量成正比，因此随样品中 MP 浓度升高而增大。SPE 预富集是主要放大策略，使痕量 MP 在电极表面浓缩，提高信噪比。
检测灵敏度
LOD: 0.6 ng/mL (S/N = 3)；线性范围: 0.001–0.1 μg/mL、0.2–1.0 μg/mL；灵敏度斜率: 17.88 μA/(μg/L)、2.04 μA/(μg/L)；R^2 = 0.9971、0.9982
效应效果
该传感器对 0.1 μg/mL MP 的 10 次重复测定 RSD 为 5.2%，重现性可接受。4 ℃干燥保存 10 d 内响应无明显下降，30 d 后保留 75% 初始电流。对硝基苯、硝基苯酚及 PO4^3−、SO4^2−、NO3− 等无显著干扰，MP 剥离峰电位约 0.06 V，低于其他酚类/电活性物质（>0.35 V），选择性较好。大蒜加标回收率为 97.5%–105.0%。LOD 0.6 ng/mL 低于碳浆电极 13.2 ng/mL、ZrO2 纳米颗粒修饰电极 1.0 ng/mL 及酶抑制型传感器，作者认为可用于 OPs 快速、简单、灵敏的现场/食品检测。
传感器的构成
- 基底电极：玻碳电极（GCE），抛光后作为工作电极和换能器
- 修饰层：Ni/Al 层状双氢氧化物（Ni/Al-LDHs）薄膜，电沉积于 GCE 表面，作为宿主材料实现固相萃取（SPE）
- 富集/识别层：LDHs 层间空间，通过主客体相互作用捕获硝基芳香 OPs（以甲基对硫磷 MP 为模型）
- 被测物：甲基对硫磷（MP）/有机磷农药（OPs），在样品溶液中与 LDHs 接触后被萃取富集
- 电解液：0.1 M 磷酸盐缓冲液（PBS，pH 5.7），用于剥离伏安检测
- 读出系统：CHI 660A 电化学工作站与三电极体系（铂丝辅助电极、饱和甘汞电极 SCE、修饰 GCE 工作电极），通过方波伏安（SWV）读取剥离峰电流
中文摘要
本文报道一种基于 Ni/Al 层状双氢氧化物（LDHs）修饰玻碳电极的电化学剥离伏安生物传感器，用于有机磷农药（OPs）检测。Ni/Al-LDHs 通过电沉积制备在 GCE 表面，作为宿主材料通过主客体相互作用和固相萃取（SPE）高效捕获硝基芳香类 OPs，使甲基对硫磷（MP）在电极表面富集，随后在 0.1 M PBS（pH 5.7）中用方波伏安法（SWV）进行剥离检测。MP 的硝基还原和两电子可逆氧化还原过程产生特征峰，剥离峰电流随 MP 浓度增加而增大。方法在 0.001–0.1 和 0.2–1.0 μg/mL 范围内线性，检出限 0.6 ng/mL（S/N=3），重现性和稳定性良好，可用于大蒜样品中 MP 的加标回收分析，为 OPs 快速、简单、灵敏的电化学检测提供新策略。
英文摘要
A sensitive electrochemical stripping voltammetric biosensor is designed for organophosphate pesticides (OPs) based on solid-phase extraction (SPE) using Ni/Al layered double hydroxides (LDHs) modified glassy carbon electrode (labeled as Ni/Al-LDHs/GCE). The Ni/Al-LDHs as the host are highly efficient to capture OPs, which dramatically facilitates the enrichment of nitroaromatic OPs onto their surface and realizes the stripping voltammetric detection of OPs. The stripping voltammetric performances of methyl parathion (MP) intercalated into LDHs were evaluated by cyclic voltammetric and square-wave voltammetric (SWV) analysis. The combination of the host-guest supramolecular structure, SPE, and stripping voltammetry provides a fast, simple, and sensitive electrochemical method for detecting nitroaromatic OPs by using MP as a model. The stripping analysis is linear over the MP concentration ranges of 0.001-0.1 and 0.2-1.0 microg mL(-1) with a detection limit of 0.6 ng mL(-1) (S/N=3). The developed biosensor exhibits good reproducibility and acceptable stability. This study offers a new promising protocol for OPs analysis.