Synthesis of Carbon Nanopolymers Based on Deep Eutectic Strategy for Simultaneous Electrochemical Detection of a Variety of Biological Small Molecules

doi:10.7503/cjcu20240103

Abstract

Abstract:

A conductive polymer material poly（3，4-ethylene dioxythiophene）（PEDOT） was synthesized based on a deep eutectic strategy and combined with gold nanoparticles（Au NPs） to construct a novel electrochemical sensing platform to realize the simultaneous determination of a variety of small biological molecules［ascorbic acid（AA）， dopamine（DA）， uric acid（UA）］. The morphology， performance and effective area of glassy carbon electrode modified by PEDOT and Au NPs（PEDOT-Au/GCE） were characterized. The experimental results show that the modified electrode can achieve simultaneous detection of AA， DA and UA with high sensitivity and high stability， proving that the PEDOT-Au NPs complex has good electrochemical catalytic activity. Under optimal experimental conditions， the concentration and peak current value of AA， DA and UA in mixed solution show a good linear relationship in the concentration ranges of 100—1000， 50—500 and 22.5—225 μmol/L， respectively， with the separate detection limits of 21， 0.38 and 0.016 μmol/L. In addition， the electrochemical sensing platform has a high specificity for AA， DA， and UA in the presence of other active small molecules in serum. This method is applied for the recovery determination of AA， DA and UA in serum samples.

Key words: Deep eutectic strategy, Poly（3, 4-ethylene dioxythiophene）（PEDOT）, Electrochemical sensor, Small biological molecule

CLC Number:

O657.1

TrendMD:

WEI Chaoxian, LI Nansheng, PANG Yuanhao, ZHANG Yun, JIN Wenying, YUAN Yali. Synthesis of Carbon Nanopolymers Based on Deep Eutectic Strategy for Simultaneous Electrochemical Detection of a Variety of Biological Small Molecules[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2024, 45(7): 20240103.

Figures/Tables 11

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Sample	Analyte	Detected/（µmol‧L^-1）	Added/（µmol‧L^-1）	Found/（µmol‧L^-1）	Recovery（%）	RSD（%， n=3）
Serum sample	AA	Not found	200	208.0	104.0	1.96
			700	732.7	104.7	2.26
	DA	Not found	100	96.7	96.7	1.68
			350	333.0	95.1	3.10
	UA	Not found	50	50.2	100.4	0.40
			150	143.5	95.7	4.30
ACSF	DA	Not found	200	170.2	85.1	1.45
			500	508.3	101.2	4.03

Sample	Analyte	Detected/（µmol‧L^-1）	Added/（µmol‧L^-1）	Found/（µmol‧L^-1）	Recovery（%）	RSD（%， n=3）
Serum sample	AA	Not found	200	208.0	104.0	1.96
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	DA	Not found	100	96.7	96.7	1.68
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ACSF	DA	Not found	200	170.2	85.1	1.45
			500	508.3	101.2	4.03

Electrochemical sensor	Method	Analyte（s）	LOD/（µmol‧L^-1）	Linear range/（µmol‧L^-1）	Ref.
g⁃C₃N₄/MWNTs⁃GO	Electrochemistry	AA	96	250—7500	［43］
CuNCs	Fluorescence	AA	41.94	50—1000	［44］
Direct detection	UV⁃Vis spectrometry	AA	2900	2900—35000	［45］
PEDOT⁃Au NPs	Electrochemistry	AA	21	100—1000	This work
g⁃C₃N₄/MWNTs⁃GO	Electrochemistry	DA	0.22	2—100	［43］
SiW₉M₃	Colorimetry	DA	5.38	5.38—108	［46］
PEDOT⁃Au NPs	Electrochemistry	DA	0.38	50—500	This work
g⁃C₃N₄/MWNTs⁃GO	Electrochemistry	UA	1.36	4—200	［43］
PEDOT⁃Au NPs	Electrochemistry	UA	0.016	22.5—225	This work

Electrochemical sensor	Method	Analyte（s）	LOD/（µmol‧L^-1）	Linear range/（µmol‧L^-1）	Ref.
g⁃C₃N₄/MWNTs⁃GO	Electrochemistry	AA	96	250—7500	［43］
CuNCs	Fluorescence	AA	41.94	50—1000	［44］
Direct detection	UV⁃Vis spectrometry	AA	2900	2900—35000	［45］
PEDOT⁃Au NPs	Electrochemistry	AA	21	100—1000	This work
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SiW₉M₃	Colorimetry	DA	5.38	5.38—108	［46］
PEDOT⁃Au NPs	Electrochemistry	DA	0.38	50—500	This work
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PEDOT⁃Au NPs	Electrochemistry	UA	0.016	22.5—225	This work