前言

最近几年，被美国环境保护署(EPA)列为有毒的汞(Hg)、铅(Pb)、镉(Cd)、铜(Cu)、镍(Ni)等重金属的检测备受关注。重金属对健康构成严重威胁，并且对环境有毁灭性的影响。在各种有毒重金属中，较低浓度的Cu2+是一种重要的微量营养素，在大多数生物和植物中，它是完成线粒体呼吸和光合电子传递等基本生理功能所必需的。然而，高浓度Cu2+离子的暴露或消耗会导致极端毒性，从而对生态系统及其生命的健康和安全构成严重威胁。Cu2+由于其低成本、丰富的可获得性和各种经济效益，在许多行业中被大量使用。

研究内容

西密歇根大学的研究人员合成了一种具有强给电子基团(氮和醌)的新型HAT衍生物化合物，用于选择性检测水溶液中的Cu2+离子，HNQP被滴铸在使用附加丝网印刷工艺制造的柔性电化学传感器上。研究并介绍了HNQP滴铸式平面电化学传感器对Cu2+离子的选择性检测能力。

实验方法

最初，三个电极是在Adobe Illustrator CS6软件中设计的。然后，在MicroScreen有限责任公司制造了包含三种电极设计的不锈钢筛网，其目数为325，线径为28米，MS-22乳液厚度为13米。聚酰亚胺膜的表面在VWR 1320温控烘箱中于130℃加热20分钟，并用异丙醇清洗，以除去基材表面存在的任何有机杂质。然后使用半自动HMI MSP-485丝网印刷机通过在聚酰亚胺基底上沉积银油墨来丝网印刷反电极，并热固化5分钟。随后，碳基工作电极被丝网印刷电极并固化5分钟。最后，通过在聚酰亚胺膜上沉积银/氯化银来丝网印刷参比电极，并固化5分钟。以开发三电极电化学传感器。

丝网印刷电化学传感器制造示意图。

3D轮廓术扫描显示(a，d)反电极、(b，e)工作电极和(c，f)参比电极的厚度和粗糙度。

实验设置。

(a)    HNQP跌落式传感器对不同Cu2+离子浓度的DPV响应，以及(b)校准曲线。

结论

研究人员成功合成了一种新的HAT衍生物化合物——HNQP。氮和氧基团的孤对电子使HNQP成为检测Cu2+金属离子的有力工具，不仅可广泛用于环境监测，也可用于生物研究。进一步的工作正在进行中，以研究温度，湿度和灵活性对传感器性能和输出补偿方法的影响。

DOI：10.1109 / JSEN.2020.3002811。