多巴胺（Dopamine，DA）是一种重要的神经递质，其准确检测对临床诊断和神经科学研究至关重要。由于多巴胺具有电化学活性，常通过电化学方法进行检测，电化学方法因其操作简便、响应迅速、适用于在体分析而备受关注。本文本研究采用HAuCl₄还原的方法在二硫化钼纳米片上修饰金纳米颗粒制备了Au@MoS₂复合材料，旨在构建一种高灵敏度的多巴胺电化学传感器，以增强DA吸附，从而提升检测多巴胺的性能。SEM、TEM、EDS、XPS、XRD证实了Au@MoS₂的成功合成，并且金纳米颗粒均匀分布在MoS₂纳米片表面。电化学表征结果表明，Au@MoS₂/GCE在10 μmol·L^-1 DA溶液中表现出明显的氧化峰，且电化学活性显著优于未修饰的GCE和纯MoS₂。DPV结果表明，Au@MoS₂/GCE在800 nmol·L^-1至10 μmol·L^-1范围内对DA呈现良好的线性关系，检出限（LOD）低至78.9 nmol·L^-1（S/N=3），并且对其他共存干扰物质具有优良的选择性。此外，在Au@MoS₂表面进行激光诱导产生带有表面带有大量负电荷缺陷的LIAu@MoS₂,，实现了对低浓度DA的超灵敏检测。此外，激光诱导的Au@MoS₂（LIAu@MoS₂）由于表面富含大量带负电荷的缺陷，能够实现对低浓度DA的超灵敏检测。综上所述，本文成功制备了Au@MoS₂复合材料，并构建高灵敏度的多巴胺电化学传感器。该传感器具有成本低廉、操作简单和易于量产的特点，显著提升了对DA的传感性能，在生物传感领域具有潜在的应用前景。

金属-有机框架（MOF）纳米材料因其独特性质显著促进了电化学传感器的发展。合理设计双金属MOF并集成与微电极对于提高电化学性能至关重要，但仍然面临巨大挑战。本工作中通过原位电沉积方法将双金属FeCo-MOF纳米材料组装于金超微电极（Au UME，直径约为5.2 µm）表面，并应用于肾上腺素（EP）的电化学检测。FeCo-MOF呈现类纳米花结构，均匀分散在超微电极基底上。FeCo-MOF/Au UME在EP检测中表现出较好的电化学性能，具有高灵敏度36.93 μA·μmol^-1·L·cm^-2和低检测限1.28 μmol·L^-1。这可归因于EP在超微电极基底的非线性快速传质特点，以及基于MOF结构中Fe、Co双金属的协同催化效应。此外，我们将FeCo-MOF/Au UME成功应用于人血清样本中EP的检测，且表现出较高回收率。本研究工作不仅有助于扩展电化学传感器研究领域，还将为设计开发基于MOF纳米敏感材料的微纳电化学传感器件提供指导和借鉴。

低浓度目标分析物的检测在制药、医疗保健和环境保护等各个领域具有重要意义。茶碱是一种天然生物碱，作为支气管扩张剂，可用于治疗哮喘、支气管炎和肺气肿等呼吸系统疾病，但治疗窗口较窄，成年人的安全血药浓度范围仅为55.5~111.0 µmol·L^-1，太低或太高都会导致严重的副作用。因此，准确监测茶碱水平至关重要。非酶电化学传感器可提供一种快速、便携和高灵敏度的实用解决方案。本文旨在对用于茶碱检测的非酶电化学传感器的最新进展进行全面综述，重点介绍其基本原理、电氧化机制、催化效应以及改性材料对电极性能的作用。本文指出了各种改性材料的重要贡献，包括碳纳米管、石墨烯、金属氧化物和多元纳米复合材料等纳米材料，深入讨论了茶碱的电氧化机理，强调了羟基和羰基反应途径受pH和电极材料的强烈影响，以及应用于指导针对特定应用选择适当的电极材料，从而提高非酶电化学传感器性能的优质改性材料的策略。结果表明，基于二氧化钛、碳纳米管和金纳米颗粒制备的多元纳米复合材料可得到3 × 10⁻⁵ µmol·L^-1的最低检测限，表明在开发高性能电化学传感器方面的巨大潜力。本文的主要结论是电极材料设计中多学科方法对于支持茶碱检测的灵敏度和选择性的重要性。尽管该领域研究已取得显著进展，但在理解茶碱更详细的氧化机制方面仍存在研究空白，特别是在pH变化和复杂环境下的茶碱电氧化机理研究面临挑战。因此，迫切需要进一步研究电极修饰和茶碱氧化机理分析，以提高传感器的准确性和稳定性，同时扩大其在药物监测和医疗诊断中的应用。通过整合各种新材料和技术方法，这篇综述有望为开发高效且经济实用的非酶电化学传感器提供重要参考。

电化学过程是生命功能的核心，主导着能量转导、代谢流动与分子信号传递。随着电化学科学的快速发展，如今能够以空前的空间、时间与化学分辨率对这些过程进行探测与调控。本综述构建了一个从基础机制到表征技术再到功能调控的整体框架。本文首先概述线粒体呼吸、微生物胞外电子传递和DNA与蛋白质介导的电荷传导途径，并介绍光合作用中的光-电子转换原理，以及氧化还原平衡在协调细胞响应中的核心作用。随后，重点总结可实现多尺度生命体系表征的电化学分析技术，包括生物传感、电化学与扫描探针成像、电化学发光检测，以及膜电位与神经递质的动态测量。随着柔性生物界面、超微电极与纳米孔等新兴平台的快速发展，上述表征和测量进一步扩展至体内和单分子尺度。最后，本文讨论如何利用电化学调控代谢通路、微生物和蛋白质活性以及神经信号，从而实现精准治疗和生物工程应用。总体而言，这些进展确立了电化学作为解析与引导生命体系研究的强大基础工具。

开发饮用水中污染物的检测方法对于确保向消费者提供安全的饮用水至关重要。尽管锰（Mn）过去仅被认为是影响外观的问题，但近年来的流行病学数据表明，锰对人体神经系统具有负面影响，尤其是对儿童的。这一发现促使加拿大卫生部和世界卫生组织（WHO）制定了新的健康风险的管理指南。在饮用水中，锰主要以二价锰（Mn(II)）和四价锰（Mn(IV)）的形式存在，并通常依据总锰含量进行监管。目前尚无文献报道使用电分析方法对颗粒态锰进行检测。在这份研究中，我们优化了一种使用亚铁离子（Fe²⁺）消解不溶性二氧化锰（MnO₂）颗粒的程序，以便使用循环伏安法（CV）进行锰的检测。研究并优化了Fe²⁺浓度、pH值及消解时间等条件。研究发现，在化学计量比理想与非理想的条件下均可实现MnO₂的消解，但在化学计量比恰当时效果最佳。循环伏安法在使用玻碳电极的条件下，能良好的检测不同浓度的颗粒态锰。经过4.5小时消解后，CV的检出限为0.3 mmol·L^-1；而在24小时消解后，检出限达到0.1 mmol·L^-1。Cu²⁺和Fe³⁺离子的存在会影响该消解和检测方法的效果，表明该方法可能具有多重检测的潜力。同时发现Mn²⁺的存在会增强锰检测信号，说明这个方法具有同时检测可溶性与不溶性锰的潜力。该消解及检测方法简便，为饮用水中总锰的检测提供了新的方法。

光学透明电极上构筑具有氧化还原活性的单层结构是光谱电化学传感的典型平台。源于其多维传感信号的可用性，需要使用更加复杂精致的平台。此外，同时监测氧化还原电流和与氧化态变化同步的颜色变化可显著提高灵敏度和选择性。本研究旨在探索采用有序取向的紫精单层修饰铟锡氧化物（ITO）电极的方法及相关特性。通过利用1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)-碳二亚胺与N-羟基琥珀酰亚胺（EDC/NHS）的缩合反应，开发出了将带有羧基的紫精分子固定以形成组装单层的新方法。两种固定化方法中，一种方法涉及两个步骤，首先形成芳香族硅氧烷基底层，然后通过后酰胺化作用，以酰胺连接的方式将紫精衍生物固定在基底层上。另一种方法是在ITO表面的羟基和紫精衍生物的羧基之间直接建立酯连接。后一种方法还可用于ITO表面近距离固定二茂铁基。利用平面偏振光斜入射的电位调制紫外-可见透射吸收光谱测量技术，确定了还原型紫精的纵轴方向。利用电位调制透射吸收信号的频率依赖性数据分析了电子转移动力学，并进一步比较了两种固定方法制备的紫精修饰电极与用3-氨基丙基三乙氧基硅烷制备的最常用基底层进行后酰胺化修饰的ITO电极的性能。