铜离子（Cu²⁺）的检测在食品安全中至关重要，因为过量摄入Cu²⁺会导致严重的健康并发症，包括肝损伤和神经退行性疾病。常规检测方法如原子吸收光谱法（AAS）和电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）通常存在高成本、不易便携、不适合现场检测等缺点。本研究首次采用谷胱甘肽（GSH）功能化磁性纳米粒子（Fe₃O₄）制备了一种兼具高磁化强度和优异流动性的磁性液体（Fe₃O₄-GSH）。随后利用亚铁（Fe²⁺）和Cu²⁺配位之间的氧化还原相互作用，开发了一种电化学传感器，实现了食品中的铜离子高灵敏检测。该电化学传感器的线性检测范围为10~200 nM，检测限为4.83 nM（0.31 µg/mL）。值得注意的是，该电化学传感器与常见的干扰金属离子没有明显的交叉反应，同时保持了良好的重复性和操作稳定性，为环境和食品安全应用中的重金属离子检测提供了可靠的技术平台。

• 新型高性能复合材料：研究合成Fe₃O₄-GSH/CHI/GCE，显著增强了电化学活性、导电性和稳定性。

• 宽的线性响应范围（10~200 nM）、低检测限（4.83 nM)、以及良好的稳定性、抗干扰性和实际可行性。

图1. Fe₃O₄-GSH/CHI/GCE电化学传感器检测Cu²⁺的原理示意图

图2. (A) Fe₃O₄的TEM图像;（B,C）Fe₃O₄-GSH的TEM图像；（D）Fe₃O₄-GSH的磁滞曲线;（E）Fe₃O₄-GSH的EDS图谱

图3.(A)Fe₃O₄和Fe₃O₄-GSH的XRD图谱；(B)Fe₃O₄和Fe₃O₄-GSH的FT-IR光谱；(C)Fe₃O₄-GSH的XPS图谱;Fe₃O₄和Fe₃O₄-GSH的Fe 2p（D） 和O 1s（E）的高分辨XPS图谱

图4.GCE、Fe₃O₄-GSH/GCE、CHI/GCE和Fe₃O₄-GSH/CHI/GCE的CV（A）和Nyquist图（B）; （C）Fe₃O₄-GSH-CHI/GCE检测不同浓度Cu²⁺（0 nM、10 nM、200 nM和1 μM）的DPV响应

图5. 在5 mM K[Fe（CN）₆]^3-/4-溶液中，以10~200 mV/s的不同扫描速率扫描，得到Fe₃O₄-/GSH/GCE（A）和GCE（C）的CV曲线; Fe₃O₄-/GSH/GCE（B）和GCE（D）的响应电流与v^1/2呈线性关系

图6.条件优化：不同浓度的Fe₃O₄-GSH（A）、不同比例的Fe₃O₄-GSH和CHI（B）、不同的Cu²⁺沉积时间（C）、不同的Cu²⁺沉积电压（D）和不同的电解液pH（E）

图7.Fe₃O₄-GSH/CHI/GCE电化学传感器与不同浓度Cu²⁺结合的DPV曲线（A）及其标准曲线（B）。

表1.Cu²⁺不同检测方法对比

图8.特异性（A）、重复性（B）和稳定性（C）结果。B：1-3是50 nM Cu²⁺的电流响应，4-6是150 nM Cu²⁺的电流响应，7-9是750 nM Cu²⁺的电流响应（n=3）

表2.实际样品加标回收率实验结果（n=3）

本研究成功构建了一种基于Fe₃O₄-GSH/CHI/GCE的Cu²⁺的高灵敏电化学传感器。线性检测范围为10~200 nM，检测限为4.83 nM（0.31 µg/mL）。此外，该电化学传感器表现出良好的抗干扰性，同时表现出优异的重复性和稳定性。鉴于这些优点，该电化学传感器在环境监测和食品安全分析，特别是在痕量金属离子检测中具有重要的实际应用潜力。

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