综述：用于测定天然来源中作为抗氧化剂的多酚的电化学传感器：传感器开发与表征的全面综述

　　本综述系统评述了用于多酚检测的电化学传感器平台的最新进展，重点探讨了基于纳米结构电极修饰（如碳纳米材料、金属纳米颗粒、金属氧化物）的酶促与非酶促传感策略，详细阐述了多酚电氧化路径、界面相互作用机制及多种伏安技术（CV、DPV、SWV、EIS）的应用，为下一代多酚传感器的理性设计提供了重要参考。

　　

引言

多酚是水果和蔬菜中常见的次级代谢产物，根据分子结构可分为酚酸、黄酮类、单宁、木脂素和芪类五大类。它们通过氧化还原活性羟基展现显著抗氧化特性，具有抗炎、心脏保护和化学预防等药理活性，对预防癌症、糖尿病和心血管疾病具有重要作用。

电化学传感器构建与分类

多酚检测的电化学传感器可根据识别机制、转换原理和电极结构系统分类。酶传感器使用漆酶、酪氨酸酶等氧化还原酶，选择性催化酚羟基氧化为醌；非酶传感器利用纳米结构材料直接促进电子转移；分子印迹聚合物（MIP）传感器则通过形状和功能基团互补实现合成选择性。电极基底常采用玻碳电极（GCE）、碳糊电极（CPE）等，纳米结构导电层（如石墨烯、碳纳米管）可增加电活性表面积并增强电子传输。催化/功能纳米材料如金属氧化物纳米结构可引入催化位点并降低氧化活化能。保护/抗污染涂层（如Nafion、聚乙二醇）可提高复杂样品基质中的稳定性。

具有抗氧化特性的多酚电化学传感器

黄酮类

黄酮类广泛存在于蔬菜、水果和饮料中，具有多环酚结构，有益于抗动脉粥样硬化、癌症和阿尔茨海默病等疾病。根据结构可分为异黄酮、黄酮、黄烷酮、黄烷醇、黄酮醇等亚类。

异黄酮

异黄酮包括大豆黄酮、染料木素等结构，可用于心血管疾病和神经退行性疾病的防治。电化学分析中常使用金属氧化物纳米结构（如ZrOCl₂、SnO₂）、碳衍生物（如rGO）和贵金属纳米颗粒（如Ag、Au）制备电极。大豆黄酮和染料木素的分析在人体尿液、药品和大豆样品中表现出高灵敏度和准确性。

黄酮

黄酮类如芹菜素、黄芩素、木犀草素等，在香料和黄色或橙色水果蔬菜中广泛存在。电极材料包括多壁碳纳米管（MWCNT）、金属有机框架（MOF）和MXenes等。黄芩素和木犀草素的分析在口服液和医药胶囊等真实样品中显示出高灵敏度和回收率（90-101%）。

黄烷酮

黄烷酮通常以糖苷形式存在于植物中，如橙皮苷和柚皮苷，其糖基化会改变物理化学性质和电化学响应。电化学分析使用MWCNT、rGO、NiO和SnS等材料，在人体尿液、血清和果汁样品中实现高灵敏度检测。

黄烷醇

黄烷醇包括儿茶素、表儿茶素等结构，具有抗氧化、抗炎和心血管保护作用。电极材料涉及碳衍生物（如rGO、MWCNT）、聚合物（如PEDOT）和β-环糊精等。儿茶素在茶和咖啡样品中的分析显示高回收率（90-105%）。

黄酮醇

黄酮醇如槲皮素、山奈酚和杨梅酮，具有广泛的生物和药理活性。电化学分析使用碳衍生物、金属氧化物纳米颗粒（如RuO₂、MoO₂）、MOF和MXenes结构，在血清和食品样品中实现低检测限（10-50 nM）的同时分析。

酚酸

酚酸包括绿原酸、阿魏酸、p-香豆酸、没食子酸、咖啡酸、香草酸和对羟基苯甲酸等类型。电极材料涵盖碳纳米结构、贵金属纳米颗粒、金属氧化物和聚合物复合材料。这些传感器在葡萄酒、茶、咖啡和蔬菜样品中表现出高选择性和稳定性，回收率在85-110%之间。

芪类

芪类如白藜芦醇和紫檀芪，是植物的次级代谢产物，具有抗癌、抗氧化和抗炎等特性。电化学分析使用石墨烯、MIP、MWCNT、g-C₃N₄和AgO_x等纳米材料，在红酒和葡萄籽提取物中实现高灵敏度检测。

多酚在电化学传感器分析中的氧化机制

多酚在电极表面的氧化机制涉及2H⁺和2e^?的转移，形成o-醌结构。该过程为可逆反应，可通过循环伏安法（CV）稳定分析。在pH 7.4及以上条件下，多酚分子中的两个–OH基团发生氧化，通过自由基和碳正离子中间体形成醌类化合物。

电化学检测多酚的进展讨论

电化学多酚传感在过去十年中显著发展，先进纳米结构材料（如碳基纳米材料、贵金属纳米颗粒和过渡金属氧化物）的集成大幅提高了灵敏度、线性范围和检测限。电极表面化学与多酚电氧化行为密切相关，提供丰富活性位点和高电子迁移率的材料（如rGO和MWCNT）可增强π–π堆积和氢键相互作用，提高吸附效率并降低氧化电位。识别机制在实现选择性方面至关重要：酶传感器提供卓越的底物特异性但稳定性有限；非酶方法（如MIP和环糊精功能化复合材料）则提供更稳定的合成识别能力。转换方法选择同样关键：DPV和SWV适用于高灵敏度检测，EIS则适用于无标记传感和界面表征。实际应用中的污染效应仍是一个挑战，使用Nafion、PEG等抗污染涂层显示出良好前景。未来方向包括多分析物检测和集成便携系统，以及结合微流体和无线数据采集的实时现场监测。

展望与未来视角

多酚因其强抗氧化特性在食品、药物和环境领域具有重要意义。未来多酚传感器预计将更便携、低成本、多参数和智能化。多酚同时分析的研究将加速，光化学多酚传感器尤其是太阳能催化传感器研究将增多。人工智能支持的传感器平台可用于多组分分离和分析，与微流体系统集成的传感器将实现快速现场分析。此外，可持续性导向的生物传感器设计（使用可生物降解材料）和可穿戴传感器技术也将凸显。多酚传感器在临床诊断、功能性食品开发和个性化健康应用中的作用将增强。