综述：纳米结构材料在电化学多巴胺检测中的最新进展

《Microchemical Journal》：Recent progress in nanostructured materials for electrochemical dopamine detection

本综述系统梳理了2010-2025年间纳米材料在电化学多巴胺（DA）检测领域的研究进展，重点探讨了碳纳米结构、金属/金属氧化物纳米颗粒、导电聚合物、分子印迹聚合物（MIPs）及MXenes等新型材料如何通过协同效应提升传感器灵敏度（检测限达皮摩尔级）、选择性和抗干扰能力，为神经疾病诊断器材的微型化与临床转化提供了重要技术支撑。

　　

Abstract

多巴胺（DA）作为人体内关键的儿茶酚胺类神经递质，其浓度异常与帕金森病、阿尔茨海默病等神经精神疾病密切相关。电化学检测技术凭借快速、灵敏及成本低廉的优势，已成为DA实时监测的重要工具。本综述聚焦纳米材料与电极工程的最新突破，系统阐述了碳纳米结构、金属氧化物纳米颗粒、导电聚合物等材料如何通过协同效应将检测限推进至皮摩尔（10^?12 mol/L）水平，并显著提升传感器在复杂生物环境中的稳定性与抗干扰能力。

Introduction

多巴胺（3,4-二羟基苯乙胺）因其电化学活性特性，可通过循环伏安法（CV）、差分脉冲伏安法（DPV）等电分析技术实现高选择性检测。然而，生物样本中共存的抗坏血酸（AA）和尿酸（UA）等物质与DA氧化电位重叠，导致传统电极面临严重干扰。通过引入石墨烯、碳纳米管等纳米材料修饰电极表面，可有效增强电子传输速率，并通过空间位阻或静电作用实现信号分离。近年来，分子印迹聚合物（MIPs）的特异性识别空腔与二维材料（如MXenes）的高比表面积进一步推动了传感器性能的革新。

Electroanalytical approaches

DA在电极表面发生可逆氧化反应生成多巴胺-o-醌，该过程可通过调节电极界面化学性质优化。纳米材料修饰电极能够扩大有效表面积，加速电子转移动力学，使DA氧化峰与干扰物质分离度提高至300 mV以上。例如，金纳米颗粒/还原氧化石墨烯复合电极在DPV检测中展现出对DA/AA/UA三组分的同时分辨能力，检测限低至0.1 nM。

Electrochemical sensors

基于生物识别元件（如酶、抗体）的生物传感器与依赖材料催化活性的化学传感器构成DA检测的两大策略。纳米材料修饰的电极可通过π-π堆积、氢键等作用富集DA分子，同时利用金属纳米粒子的局域表面等离子体共振（LSPR）效应增强信号。研究表明，氧化锌纳米棒阵列电极在0.01–10 μM范围内呈现良好线性响应，且连续使用30次后信号衰减＜5%。

Conclusions and future perspectives

纳米材料工程已显著提升电化学DA传感器的分析性能，但电极污染、批量制备重现性等挑战仍需解决。未来研究方向将集中于开发自清洁电极界面、集成人工智能算法实现实时数据分析，以及构建可植入式微型设备用于在体监测。通过多学科交叉创新，高性能DA传感器有望成为神经疾病精准诊疗的关键工具。