Page 81 - 《精细化工》2023年第3期

第 3 期 关桦楠，等: 基于多酸复合物的电化学生物传感器在食品分析中的研究进展 ·537·

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PW O 184  4H   4e  H P W W O 40 184 （1） 由于 PMo 9 V 3 与 CoTsPc 的协同作用，该传感器具有更
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高的电子转移能力和电催化活性，检测限为 10 μmol/L。
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HP W W O 40 184  4H   4e  H P W W O 184 （2） L-半胱氨酸在(PMo 9V 3 /CoTsPc) 6 /ITO 修饰电极上的
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H P WW O 184  2H O  H P WW O 184  4H O （3） 电化学氧化还原机理可参考反应式（5）~（8）。
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IV
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H P W W O 184  2H O  P W O 184  4H O （4） PMo V O 6  H   e  HPMo V V O （5）
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Ⅲ
Ⅱ
Co TsPc e   Co TsPc （6）
2.2 食品活性成分检测中的应用  
L-cys  L-cys  H （7）
叶酸是一种水溶性食品营养活性成分，也称为
L-cys   L-cys e  
维生素 M 或维生素 B 9 ，广泛分布于食品中，对婴儿 （8）
的神经系统发育具有重要的作用。此外，成人血清
中的叶酸低于 5 ng/mL 时则会引起诸多疾病 [60] 。XU 3 结束语与展望
等 [61] 通过层层自组装法制备了基于 Dawson 型磷钼 传统 POMs 的主要局限是它们在水介质中不稳
酸和 rGO 的复合薄膜(PEI/P 2 Mo 16 V 2 -rGO) 4 ，并对叶 定，并且存在比表面积小和电子传导率低的问题。
酸的氧化表现出良好的电催化活性。由图 8 可知，
研究人员将其与贵金属纳米材料、碳材料和金属有
该复合膜在生理 pH 下表现出了优异的电化学活性， 机框架等相结合制备成多酸基复合物，用以克服这
可以同时分辨叶酸、多巴胺和尿酸的重叠峰。即使 一缺陷。POMs 与其他纳米材料结合，存在自发的
在高浓度的多巴胺和尿酸的存在条件下，也可以灵 相互协同作用，能有效提升复合材料的催化性能，
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敏的检测到叶酸，检测限为 2.84×10 μmol/L。抗坏 甚至会体现出新的功能特性。电化学技术具有响应
血酸，即维生素 C，人体中严重缺乏或过量都会引 速度快、操作简单和费用低廉等优点，是食品分析
起不适甚至死亡 [62] 。ZHANG 等 [30] 将多酸 P 2 Mo 17 V 中的理想方法。电化学生物传感器的电极是电信号
与壳聚糖-钯（Cs-Pd）两种材料相结合，制备出复 感知和传递的中枢系统，而电极修饰材料可直接支
合薄膜 P 2 Mo 17 V/Ru(bpy) 3 /Cs-Pd，用于构建抗坏血酸 配电化学传感器的性能。多酸基复合物作为新式的
检测电化学生物传感器。该研究结果表明，P 2 Mo 17 V
电极修饰材料，可用于提升电化学生物传感器的灵
本身具有丰富的负电荷，可直接与带正电荷的 Cs-Pd
敏度、稳定性和电催化性能。但它仍存在诸多问题，
相结合，形成高稳定性的修饰薄膜；Ru(bpy) 3 可以 需深入研究并解决，比如，多酸基复合物的可回收
调节传感材料的结构，提高对目标分析物的选择性。 性有待提高，未来应将重点放在此处，可以考虑将
该传感器检测抗坏血酸的响应时间小于 2 s，检测限 POMs与其他可回收材料复合以提高回收率，降低成
低至 0.1 μmol/L。 本；POMs 在非碳基材料上存在分散不均匀的问题，
在以后研究中可将 POMs 按一定规律固定在非碳基
材料上，使之分散均匀；多酸基复合物的合成方法
较为复杂，现多使用层层自组装法合成复合物，之
后可引入更多新兴溶剂或易沉积材料简化合成步
骤，以提高复合效率，节约时间。综上所述，基于
POMs 复合材料的电化学生物传感器目前仍处于初
级研究阶段，但却是一类颇具前景的生物传感器。
伴随 POMs 复合材料的深入研究，有望将多酸基复
合物应用到更多领域。

图 8 (PEI/P 2 Mo 16 V 2 -rGO) 4 多层复合材料制备示意图 [61] 参考文献：
Fig. 8 Schematic diagram of (PEI/P 2 Mo 16 V 2 -rGO) 4 multilayer [1] WANG Y L, MA Y Y, ZHAO Q, et al. Polyoxometalate-based
composites preparation [61] crystalline catalytic materials for efficient electrochemical detection
of Cr(Ⅵ)[J]. Sensors and Actuators B: Chemical, 2020, 305: 127469.
L-半胱氨酸（L-Cys）是一种常见的氨基酸，在 [2] SAMARAJ E, BALARAMAN E, MANICKAM S. Functional
体内含量过低和过高都会对器官功能造成伤害 [63] 。 POM-catalyst for selective oxidative dehydrogenative couplings
under aerobic conditions[J]. Molecular Catalysis, 2021, 502(9): 111396.
CHU 等 [64] 将 Keggin 型多金属氧酸盐（PMo 9 V 3 ）和 [3] YUAN T, CHANG Z H, ZHANG Y C, et al. Two anderson-type
钴四磺酸(Ⅱ)酞菁（CoTsPc）修饰到氧化铟锡电极 POM-based metal-organic complexes as multifunctional materials
for electrocatalytic sensing and zinc-ion batteries[J]. Polyhedron,
上，构建了(PMo 9 V 3 /CoTsPc) 6 /ITO 电化学传感器， 2021, 204: 115245.
用于检测食品中的 L-半胱氨酸。该研究结果显示， [4] LI Q, HU Y L, ZHANG B J. Polyoxometalate-Ionic liquids(ILs)and