刘军副教授课题组《Diamond & Related Materials》：展示2D/2D多孔Co₃O₄/氧化石墨烯纳米片用于电化学色氨酸传感器构建

色氨酸(tryptophan, Trp)是八大必需氨基酸中的重要一员，是维持机体生长和代谢的重要物质。更重要的是，色氨酸可以作为合成褪黑素和血清素的重要前体。因此，一些严重的疾病，如阿尔茨海默病和妄想障碍，可能是由色氨酸水平异常引起的。此外，氧化产生的色氨酸，包括色氨酸P1和色氨酸P2，确实被列为“可能的人类致癌物”。因此，色氨酸的检测是癌症早期诊断的重要手段。更重要的是，由于其吲哚基化学结构，色氨酸呈现出优异的电化学性能，有利于电化学检测。开发电化学早期色氨酸检测是研究热点。

2023年2月25日，湖南工业大学生化学院刘军课题组在《碳和相关材料》(Diamond & Related Materials)杂志在线发表了题为“2D/2D多孔Co₃O₄/氧化石墨烯纳米片用于电化学色氨酸传感器构建（2D/2D porous Co₃O₄/rGO nanosheets act as an electrochemical sensor for voltammetric tryptophan detection）”的研究论文。

该论文合成了一种新型的二维多孔Co₃O₄/GO复合纳米片，并对其进行了GCE修饰。该电极经电化学还原处理后，用于实际样品中色氨酸的检测。由于二维多孔Co₃O₄纳米片与氧化石墨烯纳米片之间的协同作用，该二维多孔Co₃O₄/rGO/GCE具有良好的电催化性能。在最佳条件下，获得了1.0~800.0 μM的宽线性范围和0.26 μM的低LOD (S/N=3)。此外，二维多孔Co₃O₄/rGO/GCE也表现出良好的重复性、再现性和选择性。更重要的是，用Co₃O₄/rGO/GCE检测氨基酸注射液中色氨酸的回收率为99.51%~100.08%。这种2D多孔Co₃O₄/氧化石墨烯复合材料可以作为在各种样品中检测色氨酸的优秀纳米材料之一。

图1所示(a)色氨酸在Co₃O₄/rGO上的制备路线和电化学催化路线示意图/GCE，二维Co₃O₄纳米片的SEM图像(b, c)，rGO纳米片(d)和二维Co₃O₄/rGO纳米片(e)。

图2所示。(a) Co₃O₄/rGO/GCE两种浓度范围为1.0 ~ 800.0 μM的色氨酸(工作电位:0.78 V (vs. SCE电极))的典型LSVs线性关系为1.0 ~ 20.0 μM (b)和20.0 ~ 800.0 μM (c)。

湖南工业大学生命科学与化学学院刘军副教授和杨纯副教授为论文的共同通讯作者；湖南工业大学生命科学与化学学院2016级本科生张诗琪和凌培栋为本论文共同第一作者。湖南工业大学生命科学与化学学院“生物医学纳米材料与器件”湖南省重点实验室平台为该工作提供了技术支持。该工作得到了国家自然科学基金委、湖南省自然科学基金委等方面的资助。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S092596352300136X