铂纳米颗粒与多壁碳纳米管复合修饰电极用于化妆品中氢醌和对羟基苯甲酸甲酯的高灵敏度同步检测

本研究针对化妆品中非法添加的皮肤美白剂氢醌(HQ)和防腐剂对羟基苯甲酸甲酯(MP)的检测难题，开发了基于铂纳米颗粒(PtNPs)/多壁碳纳米管(MWCNT)复合修饰玻碳电极(GCE)的电化学传感器。通过优化PtNPs/MWCNT比例为4:6的复合修饰层，利用差分脉冲伏安法(DPV)实现了HQ(5-200 μM)和MP(50-500 μM)的同步检测，检测限分别达0.4 μM和0.8 μM，回收率97.9%-103.3%。该传感器具有高灵敏度(1.8136 μA μM?1 cm?2 for HQ)、优异选择性和稳定性，为化妆品质量监控提供了新型检测平台。

　　

在全球化妆品市场规模预计2032年达8646亿美元的背景下，化妆品中违禁添加的氢醌(HQ)和对羟基苯甲酸甲酯(MP)引发严重健康隐患。HQ作为皮肤美白剂可导致皮炎、胎儿发育异常，欧盟已明令禁用；MP作为廉价防腐剂与乳腺癌风险相关，欧盟限定添加量不超过0.4%。尽管现有检测方法如高效液相色谱(HPLC)和光谱法精度较高，但存在设备昂贵、操作复杂等缺陷，亟需开发简便高效的现场检测技术。

为解决这一难题，国内研究团队在《Sensors International》发表研究，创新性地将铂纳米颗粒(PtNPs)与多壁碳纳米管(MWCNT)复合修饰玻碳电极(GCE)，构建了可同步检测HQ和MP的电化学传感器。研究通过紫外-可见光谱(UV-Vis)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)等技术证实PtNPs呈2.589±0.332 nm均匀分布，X射线衍射(XRD)显示PtNPs/MWCNT复合物具有面心立方晶格结构。电化学阻抗谱(EIS)分析表明，该修饰电极电荷转移电阻低至82.37 Ω，有效表面积达0.2189 cm²，较裸电极提升近4倍。

主要技术方法
采用柠檬酸钠还原法制备PtNPs，通过滴涂法构建PtNPs/MWCNT/GCE修饰电极；利用循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)评估电化学性能；通过标准加入法检测实际化妆品样品，使用FESEM-EDS和TEM进行材料表征。

3.1 材料表征
UV-Vis光谱显示PtNPs在398 nm处特征吸收峰，HR-TEM观察到0.22 nm晶格间距对应Pt(111)晶面。FESEM-EDS证实复合材料含1.8%铂元素，元素映射显示Pt均匀分布在MWCNT表面。

3.3 电化学行为研究
EIS分析显示PtNPs/MWCNT/GCE的电荷转移电阻较裸GCE降低35.8%。CV证实电极过程受扩散控制，扫描速率平方根与峰电流呈线性关系(R²>0.99)。

3.4 同步检测性能
在pH 7磷酸盐缓冲液中，DPV显示HQ和MP氧化峰电位差达500 mV。优化后的4:6 PtNPs/MWCNT比例使HQ检测灵敏度达1.8136 μA μM^?1 cm^?2，较裸电极提升24倍。

3.5 分析性能
传感器对HQ和MP的线性范围分别为5-200 μM和50-500 μM，LOD为0.4 μM和0.8 μM。抗干扰实验表明，抗坏血酸等常见干扰物对回收率影响<3.3%(98.8-103.3%)。

3.6 实际样品检测
在两种美白化妆品中测得MP浓度为0.3332 mM和0.1534 mM，加标回收率98.09-102.52%。

该研究通过PtNPs与MWCNT的协同效应，显著提升了电极的导电性和催化活性。PtNPs作为电子传递通道，MWCNT通过π-π作用富集芳香族化合物，二者结合使传感器兼具高灵敏度和选择性。相较于传统色谱方法，该电化学传感器操作简便、成本低廉，特别适合市场监管现场检测。未来可通过微型化电极设计与智能手机联用，进一步推动其在化妆品安全快速检测领域的应用。