中国科学院深圳先进院：研制一种MXene 电化学传感器秒级精准检测冰毒

生物传感器

非法药物滥用对公共卫生和安全构成了全球性挑战，迫切需要可靠的检测方法来遏制贩运和减轻社会危害。甲基苯丙胺 (METH) 是一种高度成瘾且广泛传播的兴奋剂，需要紧急监测解决方案。

中国科学院深圳先进技术研究院杨慧等人介绍了一种使用基于电化学氧化原理的MXene纳米界面增强的电化学传感器快速直接检测 METH 的方法。进行理论模拟以阐明 METH 的反应途径并分析 METH 与 MXene 表面之间的分子相互作用，为潜在的分子动力学提供重要见解。 MXene 丰富的表面官能团能够与 METH 形成良好的结构亲和力，促进增强的界面相互作用，从而促进氧化动力学并放大电化学响应。该传感器在2 ngmL−1至50 µg mL−1的浓度范围内对METH表现出线性响应，并且具有令人满意的抗干扰性能和重复性，适合阳性样本的现场初步筛查。其在复杂生物基质中的成功验证证实了其广泛的适用性。该方法将用户友好的操作与快速响应相结合，为冰毒及相关非法物质的现场筛查建立了稳健的理论框架和实用的解决方案。

图 1 用于 METH 检测的 MXene@Nafion改良电化学传感器示意图。 (a) 用多层 MXene@Nafion 纳米复合材料对 GCE 表面进行修饰，增强了 METH 氧化产生的电化学信号。 MXene 丰富的表面功能在信号放大中发挥着关键作用。 (b) 应用该传感器快速检测各种生物基质中的冰毒，展示其在现场药物筛选中的实用性。

图 3 (a) METH 检测程序示意图。 (b) 10 µg mL−1 METH 在不同 pH 值 (7.89–11.80) 下的 DPV 响应。插图：氧化峰电位与 pH 之间的线性关系（n = 3，平均值 ± SD）。 (c) 预浓缩电位和 (d) 预浓缩时间的优化（n = 3，平均值 ± SD）。 (e) (i) DPV 对冰毒浓度增加的反应。 (ii, iii) 相应的校准曲线显示氧化峰电流与 METH 浓度之间的线性关系（n = 3，平均值±SD）。 (f) 抗干扰能力和 (g) 传感器对常见干扰物的选择性（n = 3，平均值±SD）。 (h) 传感器在不同浓度下的重复性（n = 5，平均值±SD）。

图 5 实际样品检测中的应用。 (a) 在人工唾液和尿液中进行的加标和回收测试的示意图。 (b) 体内实验程序示意图：对大鼠静脉注射 METH，然后连续采集血液进行血清分析。 (c) 人造唾液、(d) 人造尿液和 (e) 大鼠血清样品中冰毒的回收率分析与参考 MS 方法的比较数据（n = 3，平均值 ± SD）。

审核编辑 黄宇