【器件论文】在载有贵金属的氧化镓中增强电荷转移，用于生物基质中海洛因和吗啡的选择性电化学检测

        由印度国家法医科学大学的研究团队在学术期刊 Materials Today Nano 发布了一篇名为 Enhanced Charge Transfer in Noble-Metal-loaded Gallium Oxide for Selective Electrochemical Sensing of Heroin and Morphine in Biological Matrix（在载有贵金属的氧化镓中增强电荷转移，用于生物基质中海洛因和吗啡的选择性电化学检测）的文章。

摘要

        阿片类药物（如海洛因和吗啡）的电化学检测仍是法医和生物医学分析中的一项关键挑战。在本研究中，该团队采用溶剂介导的方法合成了金属修饰的氧化镓（Ga₂O₃）纳米材料，其中水被发现是优于乙二胺的溶剂，能够在纳米范围内生成轮廓分明的纳米棒。电化学阻抗谱显示，尺寸更小的水合纳米颗粒表现出更低的电荷转移电阻（0.59 kΩ），表明电荷转移效率更高。因此，这种纳米范围内的形态被认为是对海洛因和吗啡进行电化学传感的最佳选择。对合成材料的煅烧促进了热力学稳定的 β-Ga₂O₃ 相的形成，从而增强了所得纳米结构的电化学活性。铜（Cu）、钯（Pd）、银（Ag）和金（Au）被系统地负载到 Ga₂O₃ 主体框架的表面，形成金属-Ga₂O₃ 异质结；Au 和 Ag 产生了离散的纳米颗粒修饰的棒状形态，而 Pd 和 Cu 在 Ga₂O₃ 表面形成了均匀分散的球形颗粒形态。通过 X 射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、热重分析（TGA）和 X 射线光电子能谱（XPS）的综合表征，确认了所有材料的相纯度、形态、热稳定性和元素组成。在合成的复合材料中，银负载的氧化镓修饰的玻碳电极表现出最佳的电化学性能，能够在生理 pH 值 7 下对海洛因（检出限 LOD=0.175 μM）和吗啡（LOD=0.42 μM）进行灵敏的差分脉冲伏安法检测。对常见切割剂（如咖啡因、阿普唑仑和对乙酰氨基酚）的干扰研究证实，该传感器在复杂基质中具有强选择性和可忽略的交叉反应性。尿液的实际样品分析进一步验证了传感器的实用性，表明其在生物学相关条件下能够进行有效且可靠的阿片类药物检测。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.mtnano.2026.100923