生物傳感器

非法藥物濫用對公共衛生和安全構成了全球性挑戰，迫切需要可靠的檢測方法來遏制販運和減輕社會危害。甲基苯丙胺 (METH) 是一種高度成癮且廣泛傳播的興奮劑，需要緊急監測解決方案。

中國科學院深圳先進技術研究院楊慧等人介紹了一種使用基于電化學氧化原理的MXene納米界面增強的電化學傳感器快速直接檢測 METH 的方法。進行理論模擬以闡明 METH 的反應途徑并分析 METH 與 MXene 表面之間的分子相互作用，為潛在的分子動力學提供重要見解。 MXene 豐富的表面官能團能夠與 METH 形成良好的結構親和力，促進增強的界面相互作用，從而促進氧化動力學并放大電化學響應。該傳感器在2 ngmL?1至50 μg mL?1的濃度范圍內對METH表現出線性響應，并且具有令人滿意的抗干擾性能和重復性，適合陽性樣本的現場初步篩查。其在復雜生物基質中的成功驗證證實了其廣泛的適用性。該方法將用戶友好的操作與快速響應相結合，為冰毒及相關非法物質的現場篩查建立了穩健的理論框架和實用的解決方案。

圖 1 用于 METH 檢測的 MXene@Nafion改良電化學傳感器示意圖。 (a) 用多層 MXene@Nafion 納米復合材料對 GCE 表面進行修飾，增強了 METH 氧化產生的電化學信號。 MXene 豐富的表面功能在信號放大中發揮著關鍵作用。 (b) 應用該傳感器快速檢測各種生物基質中的冰毒，展示其在現場藥物篩選中的實用性。

圖 3 (a) METH 檢測程序示意圖。 (b) 10 μg mL?1 METH 在不同 pH 值 (7.89–11.80) 下的 DPV 響應。插圖：氧化峰電位與 pH 之間的線性關系（n = 3，平均值 ± SD）。 (c) 預濃縮電位和 (d) 預濃縮時間的優化（n = 3，平均值 ± SD）。 (e) (i) DPV 對冰毒濃度增加的反應。 (ii, iii) 相應的校準曲線顯示氧化峰電流與 METH 濃度之間的線性關系（n = 3，平均值±SD）。 (f) 抗干擾能力和 (g) 傳感器對常見干擾物的選擇性（n = 3，平均值±SD）。 (h) 傳感器在不同濃度下的重復性（n = 5，平均值±SD）。

圖 5 實際樣品檢測中的應用。 (a) 在人工唾液和尿液中進行的加標和回收測試的示意圖。 (b) 體內實驗程序示意圖：對大鼠靜脈注射 METH，然后連續采集血液進行血清分析。 (c) 人造唾液、(d) 人造尿液和 (e) 大鼠血清樣品中冰毒的回收率分析與參考 MS 方法的比較數據（n = 3，平均值 ± SD）。

審核編輯 黃宇