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El catecol (CC) está clasificado como carcinógeno humano y contaminante ambiental debido a su alta toxicidad y baja degradabilidad. Una preimpresión de la revista. Química de Alimentos se centra en el desarrollo de nanocompuestos (NC) basados en marcos organometálicos (MOF). una nueva tecnología de sensores electroquímicos tecnología para prueba de catecol.
![Nuevo sensor nanocompuesto electroquímico para la detección de catecol](https://d1otjdv2bf0507.cloudfront.net/images/news/ImageForNews_39396_16575491106281007.jpg)
Estudio: ingeniería de nanohíbridos de óxido de metal derivados de MOF: hacia la detección electroquímica de catecol en muestras de té. Crédito: Zadorozhnyi Viktor/Shutterstock.com
El catecol (CC) es dihidroxibenceno que se encuentra en muchas fuentes de alimentos naturales, incluidos el té, las verduras, el tabaco, las frutas y muchas otras plantas. Para los humanos, una dosis letal de CC está entre 50 y 500 mg/kg, o una cucharada para una persona de 70 kg.
Incluso en pequeñas dosis, el catecol puede provocar daños en el sistema nervioso central (SNC) y un aumento sostenido de la presión arterial. Por tanto, es necesario desarrollar técnicas de detección sencillas, fiables y sensibles.
Limitaciones de los métodos actuales de detección de catecol
Muchos enfoques analíticos, como la cromatografía de gases, la resonancia de plasmones superficiales, la cromatografía líquida de alta resolución y la espectrofotometría, se utilizan para la detección de catecol. Sin embargo, estas técnicas tienen varias limitaciones tales como: B. baja selectividad, difícil operación y alto costo de preparación de la muestra, lo que limita su implementación práctica.
La detección electroquímica es un método de detección emergente en el estudio de materiales ecológicos y fisiológicos debido a su fuerte selectividad, sensibilidad, respuesta analítica rápida, equipo simple y rentabilidad. Sin embargo, la efectividad de la detección depende en gran medida de la química de la sustancia del electrodo, lo que da como resultado análisis inconsistentes.
Estructuras organometálicas (MOF) para la detección de CC
Los investigadores ahora están trabajando para establecer métodos analíticos sólidos para la detección de sustancias químicas fenólicas como el catecol en muestras industriales y ambientales utilizando detectores basados en marcos orgánicos metálicos (MOF). Los MOF se utilizan como precursores en la producción por termólisis de una variedad de materiales valiosos, como óxidos metálicos y nanocompuestos.
Los MOF se pueden combinar con otros materiales útiles y altamente conductores, como el cobre y sus derivados, para superar sus débiles propiedades eléctricas.
La mezcla de óxidos de metales de transición mixtos (MTMO) y MOF puede mejorar la conductividad general del sensor en comparación con los materiales de óxidos metálicos y no metálicos individuales. Esto se debe a que los MTMO desempeñan un papel importante en la mejora del comportamiento electrocatalítico de los materiales fabricados.
El óxido de níquel (NiO) es un óxido de metal de transición (TMO) deseable en este contexto debido a sus notables propiedades antiferromagnéticas, alta eficiencia catalítica, estabilidad a altas temperaturas, excelente resistencia química, fuerte conductividad y excelente dispersión dinámica.
Un novedoso sensor electroquímico basado en MOF
En este estudio, los investigadores desarrollaron un nuevo sensor electroquímico basado en la combinación de cobre, óxido de níquel y MOF (Cu-MOF/CuO/NiO) utilizando un método hidrotermal simple.
Se realizaron microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS), análisis de rayos X de dispersión de energía (EDX), microscopía electrónica de transmisión (TEM), difracción de rayos X (XRD) y espectroscopía infrarroja transformada de Fourier (FTIR). para caracterizar el sensor electroquímico Cu-MOF/CuO/NiO im para caracterizar el estado de fabricación.
El sensor electroquímico desarrollado se utilizó para la detección de catecol de dos tipos de té, a saber, té negro y té verde, para evaluar la viabilidad del medio sensor basado en Cu-MOF/CuO/NiO.
Aspectos destacados y desarrollos clave del estudio
En esta investigación, se fabricó un novedoso sensor electroquímico de nanocompuesto Cu-MOF/CuO/NiO mediante una técnica hidrotermal confiable para la detección altamente selectiva, precisa y exacta de catecol en muestras de té.
Este es uno de los primeros estudios que describen la síntesis y la implementación de un marco organometálico a base de cobre (Cu-MOF) como plantilla de sacrificio para la construcción de sensores electroquímicos.
El sensor electroquímico Cu-MOF/CuO/NiO exhibe un rendimiento electroquímico excepcional debido a propiedades atractivas como alta eficiencia catalítica, permeabilidad, alta conductividad y el efecto sinérgico de los componentes dopados.
En comparación con los biosensores de catequina basados en nanomateriales informados anteriormente, los nuevos sensores electroquímicos desarrollados en este estudio mostraron un valor bajo del límite de detección (LOD) con propiedades analíticas adecuadas, como respuesta, repetibilidad y un amplio rango de intensidad lineal (0,01 – 22 M ).
perspectiva del futuro
Como prueba de concepto, el sensor electroquímico propuesto se utilizó con éxito para una identificación de catecol rápida y precisa, lo que reveló su optimista amplia gama de posibles aplicaciones en el análisis regular de muestras de té.
Con esta técnica de fabricación, las aplicaciones de los sensores electroquímicos derivados de MOF se pueden expandir para diseñar varios nanocompuestos de óxido multimetálico para su uso en fotocatálisis, sistemas de detección y monitoreo ambiental.
Relación
Iftikhar, T. et al. (2022). MOF de ingeniería derivados de nanohíbridos de óxido metálico: hacia la detección electroquímica de catecol en muestras de té. Química de Alimentos. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0308814622016041?via%3Dihub
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