尼克尔单原子催化剂的空置工程使碳化物的低触发电位电化学发光成为可能
Rongfang Li1, Guomin Yang1, Lei Zhao1
1Key Laboratory of Luminescence Analysis and Molecular Sensing (Southwest University), Ministry of Education, College of Chemistry and Chemical Engineering, Southwest University, Chongqing 400715, P. R. China.
Analytical chemistry
|September 11, 2025
概括
单原子催化剂 (Ni SAC) 的空工程使得石墨碳化物 (CN) 电化学发光 (ECL) 在 -0.9 V. 这一突破克服了电极被动,增强了ECL用于敏感的癌症生物标志物检测.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 生物技术是生物技术.
背景情况:
- 石墨碳化物 (CN) 出现电化学发光 (ECL) 不稳定性,原因是电极被动度高于 -0.9 V.
- 以前的策略,如兴奋剂和异构工程,并没有完全解决CN的低潜力ECL挑战.
研究的目的:
- 开发一种新的方法,在没有核心活性剂的情况下,在低电位 (-0.9V) 上提高CN的ECL性能.
- 在CN上设计单原子催化剂 (Ni SACs) 含空位 (Nv),以改进ECL.
主要方法:
- 空位 (Nv) 工程应用于在石墨碳化物 (CN) 上支的单原子催化剂 (Ni SAC).
- 用电化学表征和理论计算来研究ECL增强的机制.
- 采用CRISPR/Cas12a放大策略,对癌症生物标志物内核酶1 (FEN1) 的敏感ECL检测.
主要成果:
- 使用Nv工程的Ni SAC促进了CN的电化学减少,并形成了Ni-N6协调结构.
- 理论计算证实,Ni-N6结构降低了氧降解通路的能量屏障,激活溶解氧并产生活性氧物种 (ROS).
- 这种激活显著增加了ECL排放,并降低了CN所需的潜力,使敏感的FEN1检测成为可能.
结论:
- Ni SAC 的 Nv 工程有效地减轻了 CN 中的电极被动化,使得在 -0.9 V 时能够产生强大的 ECL 辐射.
- 这种方法为开发高性能电化学发光材料提供了新的策略.
- 开发的NiSA-Nv-CN系统对敏感的生物传感应用具有前景,FEN1检测就是一个例子.
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