4-氨基-6-羟基-2-巯基嘧啶一水物在铜离子传感器中的应用研究

引言

4-氨基-6-羟基-2-巯基嘧啶一水物（AHMP）在构建高灵敏度、选择性的铜离子传感器方面展现出了重要价值，相关研究对分析化学领域中金属离子检测技术的发展具有重要意义。

4-氨基-6-羟基-2-巯基嘧啶一水物

实验

自组装膜的形成与电极制备

4-氨基-6-羟基-2-巯基嘧啶一水物可在金电极表面形成自组装膜（SAM）。实验中，金电极经一系列预处理后，浸入AHMP水溶液中60分钟，成功组装 AHMP 层，之后再用4 - 甲酰基苯硼酸处理，得到4 - 甲酰基苯硼酸修饰的 AHMP/Au 电极（BA/AHMP/Au 电极）。通过椭圆偏振光谱和循环伏安法对电极进行表征，椭圆偏振光谱测量显示，AHMP处理后金电极表面 SAM 厚度为11.3±0.7 A，与 4 - 甲酰基苯硼酸反应后厚度增至29.3±0.2 A，表明形成了额外的AHMP层 。循环伏安法表明，AHMP 层具有绝缘性，会使Fe(CN)₆^3-/Fe(CN)₆^4-和二茂铁的氧化还原峰电流减小，而BA/AHMP/Au电极的 “阻断效应” 更显著，这体现了 SAM 的形成对电极表面电子转移速率有明显影响。

铜离子的检测性能

研究发现，BA/4-氨基-6-羟基-2-巯基嘧啶一水物/Au电极对Cu (II)离子具有高灵敏度和选择性。在不同pH条件下进行循环伏安法测试，结果显示在 pH 5.0 的 Britton–Robinson缓冲溶液（BR 缓冲液）中，电极对Cu (II) 离子的响应最佳，此时峰电流最高且伏安图形状最适合评估。在该条件下，BA/AHMP/Au电极对Cu (II) 离子的检测限（LOD）为0.8*10^-10M，在1.0*10^-10至1.0*10^-4M浓度范围内，氧化峰电流与 Cu (II) 离子浓度的对数呈良好的线性关系。与其他研究中用于检测 Cu (II) 离子的电极相比，BA/AHMP/Au电极展现出较好的灵敏度。

检测性能的影响因素及电极稳定性

扫描速率对 BA/4-氨基-6-羟基-2-巯基嘧啶一水物/Au电极检测Cu (II) 离子有影响，随着扫描速率增加，归因于Cu (II) 离子氧化的峰电流增大，且峰电流与扫描速率呈线性相关，表明电极上的氧化还原反应受Cu (II) 离子促进。该电极稳定性良好，经50次重复扫描后，对Cu (II) 离子的电化学响应无明显变化；在BR缓冲液（pH 5.0）中室温避光保存30天后，分析信号也无明显衰减。同时，该电极重复性良好，检测1.0*10^-4M的 Cu (II) 离子时，五次循环伏安法分析信号的变异系数为2.2% 。在选择性方面，虽然Fe (II) 离子会显著影响阳极峰电流，但加入柠檬酸作为掩蔽剂后，可有效降低Fe (II) 离子的干扰，使电极对Cu (II) 离子的选择性显著提高。

作用机制

BA/4-氨基-6-羟基-2-巯基嘧啶一水物/Au电极对Cu (II)离子的选择性响应基于BA/AHMP层与Cu (II)离子之间形成的静电相互作用和络合物。在pH 5.0的条件下，与电极相连的B(OH)^4-能与 Cu (II) 离子良好地相互作用，硼酸基团和4-氨基-6-羟基-2-巯基嘧啶一水物的6-羟基可与 Cu (II) 离子络合，这是电极具有高灵敏度和选择性的重要原因[1]。

参考文献

[1]Oztekin, Yasemin; Ramanaviciene, Almira; Ramanavicius, Arunas [Sensors and Actuators B: Chemical, 2011, vol. 155, # 2, p. 612 - 617]