High-Entropy Oxide for Highly Efficient Luminol–Dissolved Oxygen Electrochemiluminescence and Biosensing Applications

鲁米诺 化学 电化学发光 检出限 生物传感器 氧气 发光测量 化学发光 环境化学 纳米技术 色谱法 光电子学 发光 有机化学 生物化学 材料科学 物理
作者
Fuad Abduro Bushira,Ping Wang,Yongdong Jin
出处
期刊:Analytical Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:94 (6): 2958-2965 被引量:39
标识
DOI:10.1021/acs.analchem.1c05005
摘要

The luminol–dissolved O2 (DO) electrochemiluminescence (ECL) sensing system has recently gained growing interest; however, the drawback of the ultra-low ECL signal response greatly hinders its potential quantitative applications. In this work, for the first time, we explored the use of high entropy oxide (HEO) comprising five metal ingredients (Ni, Co, Cr, Cu, and Fe), to accelerate the reduction reaction of DO into reactive oxygen species (ROS) for boosting the ECL performance of the luminol–DO system. Benefiting from the existing abundant oxygen vacancies induced by the unique crystal structure of the HEO, DO could be efficiently converted into ROS, thus significantly boosting the performance of the corresponding ECL sensor (with an ∼240-fold signal enhancement in this study). As a proof of concept, under optimal conditions, the developed HEO-involved luminol–DO ECL sensing system was successfully applied for efficient biosensing of dopamine and alkaline phosphatase with a fine linear range from 1 pM to 10 nM and from 0.01 to 100 U/L as well as a low limit of detection of 5.2 pM and 0.008 U/L, respectively.
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