罂粟碱是一种从鸦片中提取的著名解痉生物碱，因其对胃肠道、输尿管、支气管和胆道系统平滑肌的强烈松弛作用而广为人知[1]。除了这些作用外，罂粟碱还能扩张冠状动脉、外周动脉、肺动脉和脑动脉，这进一步体现了其广泛的药理用途[1,2]。在高剂量下，它可以调节心脏兴奋性并延迟心内传导，但过量使用可能导致由于肠道平滑肌松弛而引起的低血压[2,3]。尽管罂粟碱具有治疗意义且没有国际管制限制，但对其进行精确和灵敏检测的方法仍然至关重要。考虑到其潜在的滥用风险和过量使用的危害，这一点尤为重要。
已经探索了多种分析方法来测定罂粟碱，包括电位法[4,5]、毛细管电泳[6]、色谱技术[7]、光谱方法[8,9]以及电化学方法，特别是伏安法[10,11,12,13,14,15]。其中，伏安法因其灵敏度、选择性和快速响应时间而备受重视[16,17,18,19,20,21]。然而，专门针对罂粟碱的伏安研究相对较少。早期研究使用汞膜电极进行吸附剥离伏安法[10]，而后来的研究则采用了改性的玻璃碳电极[11]、基于石墨烯的纳米复合材料[22]和稀土氧化物-碳纤维复合材料[23]。Rezaei等人报道了一种用碳纳米管和金纳米颗粒改性的石墨电极系统用于罂粟碱检测[12]，类似的研究还将铝-镁合金、碳纳米管和石墨烯结合到复合电极中[13]。其他研究开发了基于石墨的平台和介孔碳材料[14,15]以提升性能。
基于碳的电极在电分析化学中备受青睐，因为它们具有宽的电位窗口、化学惰性和低背景电流[24,25,26,27]。通过添加纳米结构材料可以进一步改善这些电极的表面积和电催化活性，从而加速电子转移反应[27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37]。特别是嵌入纳米复合材料中的金属纳米颗粒可以显著提高伏安测定的灵敏度、选择性和检测限[38]。多壁碳纳米管（CNTs）因其独特的结构和导电性，在多种传感应用中表现出色。它们与金属纳米颗粒的结合往往能产生具有增强伏安响应、更高精度和更优分析性能的混合纳米材料。
氧化锌（ZnO）是一种广泛使用的半导体材料，在传感应用中很受欢迎，因为它成本低廉、化学稳定性高、环境友好且电子迁移率高[39]。通过掺杂，ZnO的性能得到进一步提升，掺铝的ZnO（Al-ZnO）表现出更好的电导率和光学透明度[39,40]。由于其机械强度高和在机械应力下的稳定性能，Al-ZnO在太阳能电池、显示器和柔性电子器件中得到广泛应用[39,40,41,42]。特别是CNTs/Al-ZnO复合材料表现出高表面积、均匀的纳米颗粒分散性和良好的电化学特性，为进一步的功能化和混合电极开发提供了可靠的基础[43]。
在过渡金属中，钽（Ta）在传感、成像和能源应用中受到越来越多的关注。其高稳定性、优异的导电性和独特的表面特性使其成为传感器开发中的理想成分[44,45,46]。尤其是钽纳米颗粒表现出出色的电催化行为，并已被整合到混合电极中，用于先进的电分析，包括与碳纳米管（CNTs）和金纳米颗粒的成功结合[47]。
虽然早期的罂粟碱伏安检测方法使用多种纳米材料和电极改性取得了宝贵进展，但仍有空间进一步提高这些平台的灵敏度、准确性和长期稳定性。特别是通过增加电活性表面积和降低电荷转移电阻来增强导电性是实现优异伏安性能的关键因素。在以往研究的基础上，结合碳纳米管（CNTs）、掺铝的ZnO和钽纳米颗粒有望协同解决这些问题，从而提高表面活性和伏安行为。因此，这种设计有望提供一个高度灵敏且稳定的平台，用于复杂基质中罂粟碱的可靠检测。
在本研究中，我们介绍了一种基于CNTs、Al-ZnO和Ta纳米颗粒三元复合材料的新型电化学平台，该平台构建在玻璃碳电极上，专门用于在复杂基质中灵敏且选择性地检测罂粟碱。所开发的平台具有宽线性检测范围和极低的检测限，这些都是确保电化学检测准确性和可靠性的关键参数。
