基于镍掺杂硫化铋/壳聚糖功能化多壁碳纳米管协同效应的微流控电化学传感平台用于4-氨基水杨酸与5-氨基水杨酸的高灵敏同步即时检测

本研究针对炎症性肠病治疗药物5-ASA(氨基水杨酸)及其异构体4-ASA的临床监测需求，开发了基于Ni-Bi2S3@Chit-MWCNT纳米复合材料的电化学传感平台，实现两种药物在尿液中的同步检测，检测限达39.559 μM(5-ASA)和85.21 μM(4-ASA)，回收率98-99.6%，为POCT(即时检测)设备开发提供创新解决方案。

　　

在炎症性肠病(IBD)治疗领域，5-氨基水杨酸(5-ASA)及其更具疗效的异构体4-氨基水杨酸(4-ASA)是核心治疗药物，但过量使用会导致呕吐、腹痛等毒性反应。目前临床缺乏能同步检测这两种药物的即时监测手段，传统分析方法如HPLC(高效液相色谱)和ELISA(酶联免疫吸附试验)存在设备昂贵、操作复杂等局限。针对这一难题，来自巴纳拉斯印度教大学和萨里大学的研究团队开发了一种基于镍掺杂硫化铋/壳聚糖功能化多壁碳纳米管(Ni-Bi₂S₃@Chit-MWCNT)的新型电化学传感平台，相关成果发表在《Chemosphere》。

研究采用声化学法合成Ni掺杂Bi₂S₃纳米片，通过壳聚糖生物聚合物将纳米材料锚定在MWCNTs表面形成稳定复合物。利用FT-IR(傅里叶变换红外光谱)和电化学表征技术验证材料特性，通过CV(循环伏安法)和DPV(差分脉冲伏安法)评估传感器性能，并在真实尿液样本中验证实用性。

【材料特性】FT-IR显示3210 cm^-1处-OH特征峰，证实壳聚糖成功功能化MWCNTs；Ni掺杂使Bi₂S₃带隙从1.3-1.7 eV降至1.1 eV，提升电荷传输效率。

【传感性能】传感器对5-ASA和4-ASA的线性检测范围分别为50-5750 μM和100-2200 μM，灵敏度达0.174 μA μM^-1cm^-2(5-ASA)和0.139 μA μM^-1cm^-2(4-ASA)，检测限显著低于临床需求。

【实际应用】在含尿素、肌酐等干扰物的尿液中，回收率保持98-99.6%(5-ASA)和95.12-99.24%(4-ASA)，成功集成至手持设备验证现场检测可行性。

该研究首次实现4-ASA与5-ASA的同步电化学检测，Ni掺杂策略有效解决了金属硫化物离子传输动力学差的瓶颈。壳聚糖基质赋予传感器优异生物相容性，MWCNTs网络增强电子传递效率。所开发的屏幕印刷电极(SPE)平台成本仅为传统方法的1/20，为IBD患者的用药监测提供了革命性的POCT解决方案。Darshana Chatterjee等学者开创的"纳米半导体-生物聚合物-碳材料"三元协同设计理念，为未来开发其他药物监测传感器提供了普适性范式。