在放射性核素中，鈾的檢測備受關注。多種修飾電極的電化學傳感器被用于鈾檢測，如PtRu-PCs/GCE傳感器通過在MOF衍生多孔碳上合成PtRu雙金屬NPs，展現出良好電化學性能，對鈾酰離子檢測限低至0.024μmol/L;IPTP/GR/CPE傳感器利用特定配體與石墨烯修飾電極，在特定條件下對鈾離子檢測線性關系良好，檢測限達0.00181μmol/L。

銫的檢測研究也取得進展，像MWCNT@Cs - IIP/GCE傳感器利用離子印跡技術合成復合材料修飾電極，對銫離子具有高選擇性，檢測限為4×10?²μmol/L;普魯士藍修飾的PBNPS/SPE傳感器在三電極體系中對銫離子電化學吸附性能良好。

對于釷的檢測，表現出快速響應和pH獨立性，適用于實際樣品中Th(IV)離子的電化學分析。同時，多種電化學檢測技術如DPV、LSV、CV、EIS等在核素檢測中各有應用，它們具有不同優勢，也存在一定局限。總之，電化學傳感器在放射性核素檢測領域發揮著重要作用，未來仍有廣闊發展空間。

背景介紹

放射性核素自地球誕生以來便已存在，其具有不穩定的原子核，會通過放射性衰變釋放出α、β或γ射線，這種衰變產生的輻射具備足夠能量使其他原子的電子發生位移，形成電離輻射。1896年，放射性被法國物理學家亨利·貝可勒爾發現，此后，居里夫婦等科學家在該領域持續深入研究，分離和表征了多種放射性元素，推動了人們對放射性核素的認識。

自然界中存在著眾多放射性同位素，其中超過320種已被識別，70種具有明顯放射性特性。它們的來源多樣，部分天然存在于地球地殼中，如釷(Th)、鈾(U)等元素的同位素，還有部分通過人類活動，如在實驗室、核電站、醫療機構及核武器試驗等過程中產生。像鉛(Pb)、鉍(Bi)、鈁(Fr)、釙(Po)、砹(At)、鐳(Ra)、氡(Rn)和鏷(Pa)等放射性核素在地球上的出現就與²³²Th、²³?U和²³?U的衰變相關。

放射性核素在多個領域發揮著關鍵作用，在醫療領域，用于醫學成像、輻射治療等，如??Co和¹³?Cs在癌癥治療的外部束輻射治療中是重要的輻射源;在工業上，¹³?Cs可用于工業放射成像。然而，這些放射性核素的衰變產物以及其本身的不穩定性對人類和環境帶來巨大風險。例如，歷史上的核事故，如福島第一核電站事故、切爾諾貝利災難等，造成了放射性物質泄漏，嚴重污染土壤、水和空氣，影響農作物生長，危害水生生物，對人類健康產生諸多危害，包括基因突變、輻射病、癌癥風險增加等，同時也帶來了巨大的經濟損失。因此，對放射性核素進行有效的檢測和監測，對于防范其危害、保障環境和人類健康至關重要。

研究出發點

放射性核素對人類與環境危害嚴重，其檢測與分析對于環境保護和人類健康意義非凡。傳統檢測方法如原子發射光譜法(AES)、中子活化分析(NAA)、伽馬(γ)和阿爾法(α)光譜法、電感耦合等離子體質譜法(ICP - MS)、微分脈沖極譜法(DPP)和氣相色譜法(GS)等，雖具有一定優勢，如部分方法靈敏度較高、檢測限較低，但普遍存在諸多局限性。這些方法所需設備昂貴，購置與維護成本高昂，操作過程復雜，對操作人員專業要求高，且樣品制備步驟繁瑣。同時，這些傳統方法缺乏便攜性，難以實現現場快速檢測，無法滿足對放射性核素及時、高效檢測的需求。

電化學傳感器作為一種新興的檢測技術手段，具備諸多獨特優勢。它具有便攜性，易于攜帶至現場進行檢測;操作簡便，無需復雜的專業操作技能;成本低廉，可降低檢測成本。此外，電化學傳感器的選擇性和靈敏度能夠通過對電極的修飾得到顯著提升。通過在電極表面修飾碳糊(CP)、鉑(Pt)、金(Au)、硼摻雜金剛石電極(BDDE)、玻璃碳(GC)、石墨(GR)等材料，并結合石墨烯、碳納米管(CNTs)等納米材料，能夠改變電極的表面性質，增強其對放射性核素的吸附、催化等作用，從而提高檢測性能。基于以上情況，有必要對電化學傳感器在放射性核素檢測中的應用進行深入研究，系統總結其檢測機制、方法、性能等方面的進展，為開發更高效、準確、便捷的放射性核素檢測技術提供理論依據與實踐參考，以滿足環境保護、核安全監測等領域對放射性核素檢測日益增長的需求。

圖文解析

要點1： 電化學傳感器在放射性核素檢測中的應用研究具有重要意義。與傳統檢測方法相比，電化學傳感器具有便攜、低成本、易于操作等優點，能夠實現現場快速檢測，滿足對放射性核素及時監測的需求。不同類型傳感器和檢測技術的研究為放射性核素檢測提供了多種選擇，可根據實際需求(如檢測核素種類、濃度范圍、檢測環境等)選擇合適的方法。對檢測性能影響因素的研究有助于進一步優化傳感器性能，提高檢測的準確性和選擇性，為環境保護、核安全監測、核能利用等領域提供有力的技術支持。

圖1.電化學檢測方法的基本設置

要點 2 ： 闡述了多種鈾檢測傳感器的制備方法，如PtRu - PCs/GCE傳感器通過在MOF衍生多孔碳上合成PtRu雙金屬納米粒子并修飾于電極表面，IPTP/GR/CPE傳感器利用特定配體與石墨烯修飾碳糊電極。并深入分析不同電極材料和制備工藝對檢測性能的影響機制，如MOF結構提供高比表面積和活性位點增強了對鈾酰離子的吸附和催化作用。

圖2.(a) 修飾電極制備的圖示;(b) 萃取和再結合機制;(c, d) 不同UO?²?組成下IIP/GR/CPE的差分脈沖伏安(DPV)結果以及改性電極(IIP/GR/CPE)的校準曲線。

要點 3 ： 介紹并分析離子印跡技術賦予傳感器高選擇性的原理，即通過模板離子制備的特異性識別位點與銫離子的強相互作用。同時，介紹普魯士藍修飾的PBNPS/SPE傳感器在檢測銫離子時的電化學吸附性能，如吸附容量(325±1mg/g)、分布系數(580±5L/g)等，并探討普魯士藍結構特點對吸附銫離子的優勢，如特殊晶格結構對水化銫離子的結合能力。

圖3.(a) 多壁碳納米管@銫-離子印跡聚合物(MMWCNT@Cs-IIP)制備過程的圖示;(b) 當暴露于濃度為1.0×10-4 M的銫離子時，pH對優化傳感器電流輸出的影響;(c) 改性電極的重復性。

要點 4 ： 探究pH值影響鈾離子的存在形式(如UO?²?、UO?OH?等)和電極表面電荷狀態，進而影響檢測靈敏度和選擇性，如在pH為5 - 7時某些傳感器性能最佳。分析干擾離子(如常見陽離子Na?、K?、Ca²?等)與目標核素競爭吸附位點或參與反應的機制，探討提高傳感器選擇性的方法，如優化電極修飾材料、選擇合適的檢測條件等。同時，以具體傳感器(如AgNDs - ERGO/ITO傳感器)為例，分析電極材料特性(如表面積、導電性、催化活性等)與檢測性能的關系，說明高表面積的AgNDs - ERGO復合膜如何提供更多吸附位點，良好的導電性加速電子轉移，從而提高鈾檢測性能，為傳感器的進一步優化提供理論依據。

圖4.(a)CG/Au@Ag納米復合材料的制備和制造過程的圖示;(b，c)修飾電極的循環伏安曲線。

總結與展望 該文章系統綜述了電化學傳感器在放射性核素全面檢測與分析中的應用進展。詳細闡述了多種放射性核素的檢測方法，通過各類電化學技術結合化學修飾電極，利用多種材料實現對放射性核素的檢測。該文中列舉了多種具體的傳感器研究實例，如利用PtRu - PCs檢測鈾，其展現出良好的電化學性能;MMWCNT@Cs - IIP用于檢測銫，具有高選擇性等。

一方面，繼續開發新型的電極修飾材料，進一步提高傳感器的靈敏度和選擇性，使其能夠更精準地檢測低濃度放射性核素。例如，探索具有特殊性能的納米材料或復合材料，以增強對特定核素的識別能力。另一方面，注重傳感器的穩定性和抗干擾性研究，確保其在復雜環境中仍能準確檢測，這對于實際應用場景至關重要。同時，加強傳感器的微型化和便攜化設計，結合無線通信技術，實現實時、在線監測，以便及時掌握放射性核素的污染情況，為環境保護和人類健康提供更有力的保障。此外，還應深入研究檢測機制，為傳感器的進一步優化提供理論依據，推動電化學傳感器在放射性核素檢測領域的不斷發展和廣泛應用。