Biokohle-Nanokomposit verbessert den Nachweis von Paracetamol und Harnsäure im Urin

In den letzten Jahren hat sich der übermäßige Gebrauch von Paracetamol (APAP) zu einer erheblichen menschlichen Gefahr und sozialen Belastung entwickelt. Der schnelle und automatisierte elektrochemische Nachweis hat sich als entscheidende Methode zur Messung der APAP-Konzentration im menschlichen Urin herausgestellt.

Eine aktuelle Studie untersucht ein neuartiges poröses, aus Kobalt gewonnenes Biomasse-Elektrokatalysatormaterial, das aus Elaeagnus angustifolia-Gummi hergestellt wird, und untersucht seine elektrochemischen Eigenschaften sowie seine spezifische Nachweisfähigkeit für APAP. Die Arbeit wird in der Zeitschrift veröffentlicht Industrielle Chemie und Materialien am 18. Juli 2024.

Acetaminophen (APAP) ist ein häufig verwendetes Analgetikum und Antipyretikum. Aufgrund von Missbrauch kommt es zu einem übermäßigen Vorkommen von APAP in Körperflüssigkeiten, was zu erheblichen Nebenwirkungen wie akuten Leberschäden und Leberversagen führt. Derzeit sind die Methoden zum Nachweis von APAP im menschlichen Körper relativ teuer und komplex.

Unter Verwendung von natürlichem Elaeagnus angustifolia-Gummi als Basismaterial werden eine Reihe von Behandlungen einschließlich Hochtemperaturkalzinierung durchgeführt. Dieses Material wird dann mit Eisenchlorid aktiviert, um ein poröses Material auf natürlicher Kohlenstoffbasis mit einer deutlich vergrößerten spezifischen Oberfläche zu erzeugen, die 2,6-mal so groß ist wie die von BC.

Basierend auf einschlägigen Forschungsergebnissen wurde die Dotierung mit Kobaltoxid gewählt, um die Leitfähigkeit zu verbessern und die spezifische Erkennung von APAP-Molekülen im Urin bei selektiven und empfindlichen Tests zum Nachweis von Paracetamol zu ermöglichen. Der Ipa von FBC-CoO/GCE, modifiziert mit Kobaltoxid, ist fast doppelt so hoch wie der von FBC/GCE. Im Vergleich zu herkömmlichen Nachweismethoden der Flüssigkeitschromatographie bietet es eine schnellere Geschwindigkeit, höhere Empfindlichkeit, Miniaturisierung und Automatisierung.

Diese Studie nutzte natürliche Ressourcen wie Elaeagnus angustifolia-Gummi, um FBC über einfache Vorbereitungsschritte herzustellen. Durch die Modifizierung des Herstellungsprozesses haben wir die Hohlheit der gerissenen Kobaltoxid-Nanoblätter angepasst und so APAP-Sensoren mit ausgezeichneter Empfindlichkeit synthetisiert. In dieser Studie können die Harnsäure- und APAP-Reaktionspeaks effektiv getrennt und innerhalb eines angemessenen physiologischen Konzentrationsbereichs identifiziert werden.

Weitere Verbesserungen können die Leistung von CoO-FBC/GCE steigern und die Voraussetzungen für eingehende Forschung in kommenden Projekten schaffen. Diese Verbesserungen umfassen die Erforschung des Biomasseaktivierungsprozesses, die Anpassung der Größe und Morphologie von gecrackten Kobaltoxid-Nanoblättern, die Untersuchung der Ultraschallschritte und des Verhältnisses zwischen Biomassekohlenstoff und Kobaltoxid, die Verfeinerung der alkalischen Kopräzipitationsmethode und die Kodotierung mit anderen Übergangselementen , alle mit dem Ziel, Hochleistungssensoren zu erreichen.

Zum Forschungsteam gehören Yihan Zhang, Zehong Gao, Xamxikamar Mamat und Longyi Chen vom Technischen Institut für Physik und Chemie Xinjiang der Chinesischen Akademie der Wissenschaften; und Yiliyasi Baikeli vom College of Chemistry and Chemical Engineering der Dezhou University.