Environ Sci Nano： 基于铅铁氧体的电化学传感器检测阿莫西林

水生和陆地生态系统中越来越多的药物残留物对环境和人类健康构成了重大威胁。阿莫西林（AMX）是一种广泛使用的抗生素，在废水和天然水中经常检测到，导致了抗菌素耐药性的产生和生态失衡。本研究报道了一种基于铅铁氧体的电化学传感器在阿莫西林快速和灵敏检测中的应用。纳米铁氧体的使用不仅提高了传感器的性能，而且为监测药物污染物提供了一种经济有效的策略。这项研究有助于通过及早发现抗生素来保障环境质量，从而降低生态风险和保护公众健康。PbFe₁₂O₁₉-NPs的表征证实了其为六方相，形貌粗糙。电化学表征揭示了PbFe₁₂O₁₉-NPs/GCE的扩散行为。将PbFe₁₂O₁₉-NPs/GCE用于AMX的电化学检测，检测范围为0.005~215µM(R²=0.99)，检测限为1.64 nM。该传感器已成功应用于生物和工业/自来水样品的分析，回收率为95.1%~98.3%。

• 新型高性能复合材料：构建了一种用AMX检测的纳米复合PbFe₁₂O₁₉-NPs/GCE电极，显著增强了电化学活性、导电性和稳定性。

• 宽的线性响应范围（0.005~215µM）、低检测限（1.64 nM)、以及良好的稳定性、抗干扰性和实际可行性。

  
  

图1. (A)紫外可见光谱，(B)Tauc图，(C)XRD图，(D)合成的PbFe₁₂O₁₉纳米颗粒的SEM图像。

图2. (a)显示Zeta尺寸的Zeta电势，(b)振动扫描显微镜，(c)在Fe-k-edge(7112 eV)收集的归一化XANES谱。(d)PbFe₁₂O₁₉和k²加权EXAFS信号的三维局域晶体结构(上)，以及各自的傅里叶变换(下)，在Fe K-edge(7112 eV)处最佳拟合，显示了χ(k)的傅里叶变换的幅度和实部，适合于M型PbFe₁₂O₁₉-NPs。

图3. (a)PbFe₁₂O₁₉-NPs/GCE的扫描速率，(b)电流与扫描速率的平方根之间的线性关系。

图4. (a)使用裸电极GCE和PbFe₁₂O₁₉NPs/GCE的电化学氧化响应；(b)PbFe₁₂O₁₉-NPs/GCE在不同pH(3-8)下的电化学氧化响应；(c)PbFe₁₂O₁₉-NPs/GCE的pH与电位之间的线性关系；(d)使用不同缓冲液的PbFe₁₂O₁₉-NPs/GCE。

图5.  (a)50μM的AMX在pH 6.0的BRB缓冲液中的扫描速率研究；(b)峰电流与扫描速率的平方根之间的线性关系；(c)BRB缓冲液中不同浓度AMX的校准研究；(d)峰电流与AMX浓度之间的线性关系。

图6.  PbFe12O19-NPs/GCE在50μM AMX中的稳定性（a）和干扰（b）研究。

本研究采用溶胶-凝胶法合成了PbFe₁₂O₁₉纳米粒子，得到了表面光滑的六方晶体结构。利用PbFe₁₂O₁₉-NPs制备了PbFe₁₂O₁₉-NPs/GCE，并成功地应用于AMX的检测。PbFe₁₂O₁₉-NPs/GCE具有良好的稳定性和重现性，相对标准偏差为3.0%，检测范围为0.005~215µM(R²=0.99)，检测限为1.64 nM。PbFe₁₂O₁₉-NPs/GCE在实际样品中的高回收率为96%~98%，这表明其可用于电化学测量。

免责声明：原创仅代表原创编译，水平有限，仅供学术交流，如有侵权，请联系删除，文献解读如有疏漏之处，我们深表歉意。