刘军副教授课题组《Materials Research Bulletin》：展示纺锤状α-Fe₂O₃介晶/氧化石墨烯修饰GCE的电化学超灵敏检测多巴胺

多巴胺(Dopamine, DA)是一种重要的儿茶酚胺类神经递质，广泛存在于体液中，如血清、尿液等体液。DA在调节人体机能和代谢中起着至关重要的作用。健康人体液中DA的浓度范围为0.01 μM ~ 1 μM。DA含量异常可引起许多神经系统疾病，包括阿尔茨海默病、帕金森综合征和精神分裂症。因此，检测人体内DA是疾病诊断和预防的重要手段。但在实际应用中，传统检测方法中DA的信号容易受到抗坏血酸(AA)、尿酸(UA)等常见内源性生物分子的干扰。因此，如何准确、快速地检测体液样品中的DA仍然是一个极好的研究课题。

2021年1月1日，湖南工业大学生化学院刘军课题组在《材料研究公报》(Materials Research Bulletin)杂志在线发表了题为“纺锤状α-Fe₂O₃介晶/氧化石墨烯修饰GCE的电化学超灵敏检测多巴胺（Ultrasensitive Detection of Dopamine via Electrochemical Route on Spindle-Like α-Fe₂O₃ Mesocrystals/rGO Modified GCE）”的研究论文。

该论文合成了一种新型的α-Fe₂O₃/rGO修饰GCE，用于电化学DA检测。采用强制水解法制备了纺锤状α-Fe₂O₃介晶，采用改进Hummers法和电化学还原法制备了还原氧化石墨烯薄片。更重要的是，该α-Fe₂O₃/rGO/GCE实现了人血清样品中DA的体外测定。结果表明，α-Fe₂O₃/rGO/GCE表面的DA电流分别是裸GCE和rGO/GCE表面的38.13倍和15.05倍。这是由于α-Fe₂O₃介晶具有较大的电化学活性，而rGO具有较低的电荷转移电阻。在最佳伏安条件下，得到了在1.0×10-8~9.0×10-4 mol/L范围内的宽衬底，低LOD为3.26 nM (S/N=3)。α-Fe₂O₃/rGO/GCE的线性范围和下检出限达到或超过大多数现有半导体修饰电极的报道水平。该电极对人血清中DA的检测回收率为99.6%~105.0%，令人满意。因此，该α-Fe₂O₃/rGO/GCE具有合成简便、灵敏度高、选择性好、重复性好、重现性好等特点，已成为实际样品中检测DA的有竞争力的候选物。

图1 (a)纳米粒子自组装形成α-Fe₂O₃介晶。氧化石墨烯(b)和纺锤状α-Fe₂O₃介晶(c)的SEM图像，(c)为分散在水中的α-Fe₂O₃介晶照片; α-Fe₂O₃介晶的TEM图(d)、单个α-Fe₂O₃介晶的TEM图(e)和α-Fe₂O₃介晶的HRTEM图(f);(g)纺锤状α-Fe₂O₃/GO的SEM图像;rGO (h)和α-Fe₂O₃/rGO (i)在GCE上的SEM图像。

图2不同浓度DA对α-Fe₂O₃/rGO/GCE的典型LSVs，三个浓度范围内呈线性关系(所有数据均进行了三次检测，并采用标准差法对数据进行了评价)。

湖南工业大学生命科学与化学学院贺全国教授、刘军博士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刘军博士和周口师范学院孙玲玲博士为论文的共同第一作者。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/S0025540820315312