铁钨酸盐-三氧化钨复合材料协同增效电催化检测生物与环境样本中硫唑嘌呤的研究

本研究针对免疫抑制剂硫唑嘌呤(ATN)长期残留对健康及环境的危害，通过水热法制备FeWO4 -WO3 复合电催化剂，构建了具有22 nM检测限和1.093 μA μM?1 cm?2 高灵敏度的GCE传感器，在生物与环境样本中实现精准检测，为药物污染监测提供新策略。

　　

免疫抑制剂硫唑嘌呤(ATN)作为器官移植和自身免疫疾病治疗的关键药物，其长期使用导致的残留问题正成为公共卫生与环境安全的隐形杀手。这类含有巯嘌呤结构的药物不仅可能引发患者淋巴瘤、骨髓抑制等严重副作用，更通过污水排放进入自然水系，威胁水生生态系统。尽管高效液相色谱等方法可用于检测，但复杂的前处理和高成本限制了实际应用。面对这一挑战，来自长庚纪念医院和国立台湾科技大学的研究团队创新性地将目光投向电化学传感领域，通过纳米材料工程构建高性能传感器，相关成果发表于《Journal of Environmental Chemical Engineering》。

研究团队采用水热合成结合煅烧法制备FeWO₄
-WO₃
复合材料，通过XRD、XPS确认晶体结构，利用FESEM/TEM表征纳米形貌。以循环伏安法(CV)优化电极制备参数后，采用差分脉冲伏安法(DPV)评估传感器性能，并在人尿液、河水等真实样本中验证实用性。

Physicochemical characterization
XRD分析显示复合材料成功整合了WO₃
纳米棒与FeWO₄
的晶相，FESEM观察到独特的异质结构，TEM证实其具有高比表面积，为电催化提供丰富活性位点。

Electrochemical detection of ATN
在0.1 M PBS(pH 3.0)优化体系中，FeWO₄
-WO₃
/GCE展现出22 nM的超低检测限，灵敏度达1.093 μA μM^?1
cm^?2
，较纯WO₃
电极提升近3倍。材料中Fe²⁺
/Fe³⁺
与W⁶⁺
的协同氧化还原作用显著增强了电子转移效率。

Real sample analysis
在加标回收实验中，尿液样本回收率98.2%-101.3%，各类水样回收率96.5%-102.4%，且不受常见干扰物影响。电极在3周后仍保持99.07%的初始响应，证实其实际应用潜力。

这项研究通过精准设计FeWO₄
-WO₃
异质结构，首次实现环境与生物样本中ATN的纳米级检测。其创新性在于：①利用WO₃
纳米棒的电子快速传输特性与FeWO₄
的高吸附能力协同增效；②开发出可批量制备的稳定传感器，检测成本仅为色谱方法的1/20；③为制药废水监管提供现场检测方案。该成果不仅推动电催化材料在环境医学交叉领域的应用，更为WHO提出的"One Health"理念提供了技术支撑。