基于方形纳米片状WO3-PEDOT:PSS复合材料的电化学多巴胺传感器及其在体液检测中的应用

本研究针对生物标志物检测中传统方法成本高、操作复杂的问题，开发了一种基于方形纳米片状WO3（SNP-WO3）与导电聚合物PEDOT:PSS复合修饰的屏幕印刷碳电极（SPCE）传感器。通过水热法合成SNP-WO3纳米结构，结合循环伏安法（CV）、差分脉冲伏安法（DPV）等技术，实现了人血清和唾液中多巴胺（DA）的高灵敏度（2.1485 μA/μM/cm2）、低检测限（0.019 μM）及8周稳定性检测，为神经疾病诊断提供了便携式解决方案。

　　

多巴胺（DA）作为调控运动、情绪和代谢的关键神经递质，其浓度异常与帕金森病、精神分裂症等疾病密切相关。然而，传统检测方法如高效液相色谱（HPLC）依赖大型设备且耗时耗力，而酶基传感器又易受温度影响。更棘手的是，体液中高浓度的抗坏血酸（AA）和尿酸（UA）会干扰DA的电化学信号。如何开发一种稳定、高选择性且适用于复杂生物基质的检测技术，成为临床诊断的迫切需求。

针对这一挑战，Pukyong National University和Prince Sattam Bin Abdulaziz University的研究团队在《Microchemical Journal》发表了一项突破性研究。他们通过酸辅助低温水热法合成方形纳米片状WO₃（SNP-WO₃），并与导电聚合物PEDOT:PSS复合，构建了新型SPCE传感器。该传感器通过DPV技术实现了0.019 μM的超低检测限，并在人血清和人工唾液中验证了其可靠性，为便携式神经监测设备奠定了基础。

关键技术方法
研究采用水热法合成SNP-WO₃，通过XRD、FESEM和XPS表征其晶体结构和形貌；将SNP-WO₃与PEDOT:PSS浆料涂覆于SPCE表面，利用CV和电化学阻抗谱（EIS）优化电极性能；最终采用CV、计时电流法和DPV评估传感器对DA的检测能力，并测试其抗干扰性和长期稳定性。

研究结果

Structural, elemental composition, and crystal structure analysis of SNP-WO₃ nanostructure
FESEM显示SNP-WO₃呈250 nm左右的方形纳米片，XRD证实其为单斜晶系WO₃，XPS揭示W⁶⁺和氧空位的共存，这些特性增强了电子转移能力。

Electrochemical characterisation of SNP-WO₃-PEDOT:PSS/SPCE sensor
CV显示复合电极的氧化还原峰电流显著提升，EIS证实PEDOT:PSS将电荷转移电阻从450 Ω降至120 Ω，表明协同效应优化了电子传导路径。

DA sensing performance
DPV在0.1–1000 μM范围内呈现线性响应，灵敏度达2.1485 μA/μM/cm²，远优于CV（1.2–4000 μM）。传感器对100倍浓度的AA/UA仍保持90%信号特异性，且8周后响应仅衰减7%。

Conclusion
该研究通过纳米结构设计与材料复合策略，解决了非酶传感器选择性和稳定性的核心难题。SNP-WO₃的高催化活性与PEDOT:PSS的导电性结合，不仅突破了传统电极的检测限，更实现了复杂体液中的精准分析。这一成果为开发可穿戴神经监测设备提供了新材料体系，同时为其他生物标志物传感器的设计开辟了新思路。