电化学免疫传感器结合了抗原-抗体识别和电化学技术，具有特异性高、灵敏度高、操作简单、成本低、检测时间短等优点，在食品安全，临床诊断和环境分析等领域得到了广泛的应用。相较于天然酶，纳米电催化剂具有更高的稳定性、更低的成本，被广泛用作免疫传感的信号标记物。这些电化学免疫传感器的性能极大地决定于标记物的电催化活性，因而开发高活性的电催化标记物具有重要意义。近日，湖南师范大学谭月明教授团队开发了一种新型的析氧反应（OER）催化剂，巧妙的用于电化学免疫传感领域，提高了免疫传感器的灵敏度，拓展了OER的应用范围。
OER因其在电化学能源领域中的重要意义，引起了人们极大的兴趣。IrO2和RuO2等贵金属氧化物是活性最高的OER电催化剂，但Ir和Ru地壳储量低，其高昂的价格严重阻碍了它们的大规模商业化。近年来，科研工作者们发现了许多3d过渡金属基催化剂（如氧化物，氢氧化物，磷化物，硫族化物和硼化物等）具有良好的OER活性。为拓展OER的应用范围，开发非贵金属OER电催化剂在生物传感中的应用具有重要意义。
谭月明教授团队以ZIF-67为前驱体，通过离子交换和煅烧得到镍钴双金属氧化物，再利用冷凝回流将二氧化铈纳米粒子负载到双金属氧化物上，制得了NiCoO2@CeO2纳米盒（图1a）。由于NiCoO2和CeO2的协同催化作用，NiCoO2@CeO2在中性介质中具有良好的OER活性。此外，因为CeO2易与抗体的羧基间形成酯键，所以抗体能方便地固定在NiCoO2@CeO2纳米盒表面（图1b）。他们以人白细胞介素6（IL-6）作为模型目标物，以NiCoO2@CeO2纳米盒为标记物，利用NiCoO2@CeO2纳米盒在中性溶液中的OER活性，构建了一种新型电化学免疫传感平台（图1c）。
图1.（a）NiCoO2@CeO2 纳米盒的合成过程，（b）电催化标记物的制备过程，（c）免疫传感器的制备过程。
这项工作不仅开发了一种高效的OER电催化剂，而且提供了一种基于非贵金属OER电催化剂的新型电化学免疫传感平台。所构建的免疫传感器具有灵敏度高、线性范围宽、选择性好、稳定性好等优点。通过更改识别原件，该电化学传感平台有望拓展到许多其它目标物的灵敏检测。
这一成果近期发表在Analytical Chemistry 上，文章的第一作者是湖南师范大学化学化工学院硕士研究生曹林和蔡俊，通讯作者是湖南师范大学化学化工学院谭月明教授。
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NiCoO2@CeO2 Nanoboxes for Ultrasensitive ElectrochemicalImmunosensing Based on the Oxygen Evolution Reaction in a Neutral Medium: Application for Interleukin‑6 Detection
Lin Cao, Jun Cai, Wenfang Deng, Yueming Tan*, Qingji Xie
Anal. Chem., 2020, DOI: 10.1021/acs.analchem.0c04217
导师介绍
谭月明
https://www.x-mol.com/university/faculty/10228
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