综述：纳米结构修饰玻碳电极电化学传感药物污染物的研究进展

这篇综述系统阐述了纳米材料修饰玻碳电极（GCE）在药物污染物电化学检测中的前沿进展，重点探讨了金属纳米颗粒（如Au、Ag）、碳基纳米材料（如石墨烯、CNTs）和金属有机框架（MOFs）对GCE灵敏度、选择性和稳定性的提升机制，为环境监测领域提供了低成本、高灵敏的解决方案。

Abstract
药物污染物因其持久性和生物累积性对生态环境与人类健康构成严重威胁。电化学传感技术凭借高灵敏度、选择性和快速响应等优势，成为检测这类污染物的有力工具。其中，纳米结构修饰的玻碳电极（GCE）因其优异的电化学性能备受关注。本综述全面总结了近年来纳米材料修饰GCE在药物污染物检测中的应用进展，重点探讨了金属纳米颗粒、碳基纳米材料和MOFs等对电极性能的优化机制，并展望了该领域面临的挑战与未来发展方向。

Introduction
药物污染物通过饮用水和食物链的间接暴露，可能引发抗生素耐药基因扩散等生态风险。传统污水处理工艺难以完全去除这类微量污染物，而电化学传感技术凭借操作简便、成本低廉和可微型化等特点，成为环境监测的新兴手段。GCE因其高导电性、化学稳定性和易修饰特性，成为电化学传感器的理想基底材料。纳米技术的引入进一步拓展了GCE的性能边界——纳米材料独特的表面效应和量子尺寸效应可显著提升电极的催化活性和传质效率。

Pharmaceutical pollutants and the need to detect them
药物污染物的环境来源主要包括人类排泄物、兽药滥用和制药废水。这些化合物在水体中的浓度虽低（ng/L~μg/L），但长期暴露可能干扰内分泌系统或诱导微生物耐药性。例如，镇痛药对乙酰氨基酚（acetaminophen）在河流中的检出率高达80%，其代谢产物具有潜在肝毒性。

Fundamentals of electrochemical sensing
电化学传感的核心原理是通过氧化还原反应测量目标物的电流响应信号。纳米材料的引入可大幅增加电极有效表面积（如多孔MOFs的比表面积可达3000 m²
/g），并提供丰富的催化位点。石墨烯修饰的GCE对四环素类抗生素的检测限可低至0.1 nM，较裸电极提升三个数量级。

Types of nanostructures for GCE modification

• 金属纳米颗粒：金纳米颗粒（AuNPs）通过表面等离子体共振增强信号，对磺胺类抗生素的检测灵敏度提升5倍
• 碳基材料：还原氧化石墨烯（rGO）的sp²
  杂化结构促进电子转移，使扑热息痛的氧化峰电流增加200%
• MOFs：ZIF-8的多孔结构可选择性吸附雌激素分子，结合差分脉冲伏安法实现10^-12
  M级检测

Challenges and limitations
当前技术仍面临修饰工艺重现性差（批间RSD>15%）、复杂基质干扰（如腐殖酸竞争吸附）和长期稳定性不足（>30天性能衰减50%）等瓶颈。

Future perspectives
开发核壳结构纳米复合材料（如Au@COF）、结合机器学习优化传感器阵列、发展原位再生技术将成为突破现有局限的关键路径。

Conclusion
纳米结构修饰GCE为药物污染物监测提供了革命性工具，但其产业化应用仍需解决标准化制备工艺和抗干扰能力等核心问题。未来研究应注重材料-器件-算法的协同创新，推动环境传感技术向智能化方向发展。