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オキシテトラサイクリンの光電気化学的アプタセンサのためのCoOナノ粒子/グラファイト窒化炭素ヘテロ接合
CoO nanoparticles/graphitic carbon nitride heterojunction for photoelectrochemical aptasensor of oxytetracycline.
PMID: 32674777 DOI: 10.1016/j.aca.2020.05.038.
抄録
テトラサイクリン系抗生物質であるオキシテトラサイクリン（OTC）の過剰使用は、その有効な抗菌性により、環境中に残留する抗生物質の原因となり、人の健康を著しく脅かすことになります。そのため、OTCを優れた性能で検出するための光電気化学（PEC）アプタセンサを設計することが特に重要である。本研究では、CoOナノ粒子（CoO NP）／グラファイト窒化炭素（g-CN）ヘテロ接合をPEC活性材料として用い、選択的かつ安定にOTCを検出するPECアプタセンサを開発した。CoO前駆体とg-CNの混合物を粉砕・焼成することで、g-CN上にCoOナノ粒子を成長させることに成功した。CoO/g-CNヘテロ接合は、光利用率が向上し、電子/ホール分離が促進されたことから、g-CNよりも高いPECシグナルを示すことができた。特定の認識目的を実現するために、改質電極にOTC-アプタマーを導入し、広い直線範囲(0.01-500nM)と低い検出限界(3.5 pM, S/N=3)を有する高選択性のOTC定量用PECアプタセンサーを構築した。このPECアプタセンサは、優れた選択性と高い安定性を有しており、水のモニタリング分野での実用化が可能です。
As a broad-spectrum tetracycline antibiotic, the overuse of oxytetracycline (OTC) causes antibiotics residues in the environment and seriously threats to human health owing to effective antibacterial properties. Thus, it is particularly important to design a photoelectrochemical (PEC) aptasensor to detect OTC with excellent performance. Herein, we developed a selective and stable PEC aptasensor of OTC on the basis of CoO nanoparticles (CoO NPs)/graphitic carbon nitride (g-CN) heterojunction, used as PEC active materials. The CoO NPs were successfully grown on the g-CN via grinding and calcining mixture of CoO precursors and bulk g-CN. The CoO/g-CN heterojunction with improved light utilization and promoted electrons/holes separation capability can exhibit higher PEC signal than that of g-CN. In order to implement the purpose of specific recognition, OTC-aptamer was introduced into modified electrode to construct highly selective PEC aptasensor for OTC determination, which can possess wide linear range (0.01-500 nM) with low detection limit (3.5 pM, S/N = 3). This PEC aptasensor platform with excellent selectivity and high stability can provide a practical application in the field of water monitoring.
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