原位聚苯胺@四氧化三铁修饰激光诱导石墨烯电极的微电化学生物传感器用于多巴胺检测

本研究针对多巴胺(DA)检测中传统方法成本高、操作复杂等问题，开发了一种原位合成PANI@Fe3 O4 /LIGE的生物传感器。该传感器具有0.045 μM检测限和7197 μA/mM/cm2 的高灵敏度，能有效区分DA与尿酸(UA)、抗坏血酸(AA)等干扰物，在血清检测中表现优异，为神经退行性疾病诊断提供了新工具。

　　

多巴胺作为中枢神经系统关键神经递质，其浓度异常与帕金森病、注意力缺陷多动障碍等疾病密切相关。然而，生物体液中多巴胺的检测长期面临两大挑战：一是传统色谱、光谱技术依赖大型仪器且耗时耗力；二是体液中尿酸、抗坏血酸等物质与多巴胺氧化电位重叠，导致选择性差。韩国浦项科技大学的研究团队创新性地将激光诱导石墨烯(LIG)技术与聚苯胺(PANI)/四氧化三铁(Fe₃
O₄
)纳米复合材料结合，开发出具有三维多孔结构的电化学传感器，相关成果发表于《Inorganic Chemistry Communications》。

研究采用激光刻蚀聚酰亚胺(PI)基板一步制备LIG电极，通过超声辅助原位合成PANI@Fe_{34
纳米复合材料。利用扫描电镜(SEM)表征材料形貌，结合循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)评估电化学性能，并采用实际血清样本验证检测可靠性。}

【表面表征与确认研究】
SEM显示LIG电极呈现独特的三维多孔网络结构，Fe₃
O₄
纳米颗粒(平均18 nm)均匀分散其中。拉曼光谱证实PANI的π-π*堆叠增强电子转移，X射线光电子能谱(XPS)验证Fe²⁺
/Fe³⁺
氧化还原对的催化作用。

【电化学性能优化】
通过调节激光功率(2.4 W)和作用时间(120 s)获得最佳导电性。DPV测试显示，PANI@Fe₃
O₄
/LIGE在0.1-500 μM范围内呈线性响应，检测限低至45 nM，灵敏度达7197 μA/mM/cm²
，较未修饰电极提升3.6倍。

【选择性验证】
在100倍浓度干扰物(UA、AA、5-羟色胺)存在下，传感器对DA的电流响应偏差<4.8%，归因于PANI的π-π相互作用选择性吸附DA，以及Fe₃
O₄
催化降低氧化过电位至0.18 V。

【实际样本检测】
加标血清样本回收率98.2%-103.7%，相对标准偏差(RSD)<3.5%，证实方法可靠性。

该研究突破传统电极制备工艺限制，通过激光诱导和原位合成技术实现纳米材料精准定位。PANI@Fe₃
O₄
/LIGE兼具高导电性、催化活性和选择性，为神经递质即时检测(POCT)提供新范式。研究者Hyeon-Geun Jang指出，该技术可拓展至其他生物标志物检测，其低成本、可批量生产的特性尤其适合资源有限地区的医疗诊断应用。