單原子催化劑(Single atom catalysts, SACs)因其優(yōu)異的催化選擇性和活性,被認為是制備電化學生物傳感器的潛在催化劑。基于此,中國科學技術大學吳宇恩教授和Xiaoping Gao、深圳大學余振強副教授(共同通訊作者)等人設計并制備了一種超靈敏的多巴胺(dopamine, DA)傳感器,該傳感器基于修飾有單Ni位點催化劑的花狀MoS2(Ni-MoS2)。
基于Ni-MoS2的DA傳感器可以超靈敏地檢測磷酸鹽緩沖液(PBS)、牛血清和人工尿液中的DA濃度。其中,檢測限在磷酸鹽緩沖液(PBS,pH=7.4)中可達到1 pM,在牛血清(pH=7.4)中可達到1 pM,在人工尿液(pH=6.8)中可達到100 pM。優(yōu)異的傳感性能歸因于Ni單原子軸向錨定在具有Ni-S3結(jié)構(gòu)的MoS2基面上的Mo原子上。
實驗和密度泛函理論(DFT)計算結(jié)果證明,這種結(jié)構(gòu)特征更有利于DA在Ni原子上的吸附和電子轉(zhuǎn)移。MoS2基面上高比例的Ni活性位點有效地增強了本征電子電導率和對DA的電化學活性。該傳感器的成功建立,為拓展單原子催化劑在生物傳感器的應用領域提供了新的指導。
Surface modification of MoS2?nanosheets by single Ni atom for ultrasensitive dopamine detection.?Nano Research,?2022, DOI: 10.1007/s12274-022-4802-8.
https://doi.org/10.1007/s12274-022-4802-8.
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