钌基相关单原子催化剂

三电子氧化路径

通过精准调控单原子间距，该催化剂在尿酸氧化中触发三电子转移路径，信号增强优于常规双电子过程。

张恒 · Pan, Rui · 吉民 · 朱琳 · Zhang, Guoju · Liu, Jing · Shi, Huihui · Huang, Huang · 万树 · Yin, Kuibo · 孙立涛

Angewandte Chemie - International Edition 2025

具体参数

灵敏度

{'zh': '9.83', 'en': '9.83'} μA μM⁻¹ cm⁻²

电子转移数

{'zh': '3', 'en': '3'}

单原子间距

{'zh': '6.2', 'en': '6.2'} Å

技术优势

灵敏度大幅提升

6.2 Å 的钌单原子间距触发独特的三电子尿酸氧化，比常规双电子路径多加一个电子转移，从根本上提高了灵敏度。

三电子转移路径

通过调控单原子间距，催化剂促使尿酸氧化从传统双电子变为三电子过程，额外转移一个电子，提升了传感信号。

间距可精确调控

利用预定单原子间距合成出一系列钌基相关单原子催化剂（6.2 Å、7.0 Å、9.3 Å），为设计高性能电化学传感器提供了原子尺度的调控手段。

应用场景

• 单原子催化传感：利用原子间距调控催化路径，放大传感信号。
• 电化学生物传感器：以三电子氧化提升灵敏度，超越多数已报道生物传感器。
• 尿酸检测：6.2 Å 间距催化剂实现灵敏度 9.83 μA μM⁻¹ cm⁻² 的尿酸检测。
• 纳米传感：通过原子尺度结构工程，为纳米传感提供高性能催化剂。