新型傳感器實現微量樣本毒品90秒快速篩查

毒品的非法流通與濫用是威脅全球公共衛生與社會安全的重大隱患。甲基苯丙胺（METH，俗稱“冰毒”）是濫用最廣泛的合成毒品之一，具有極強的成癮性和神經毒性。

傳統檢測方法依賴氣相色譜-質譜聯用等大型儀器，操作復雜、耗時長，且往往需要較大樣本量和繁瑣的前處理步驟，難以滿足禁毒一線對微量樣本進行現場快速篩查的需求。開發一種能夠在微量生物樣本中實現快速、靈敏、精準檢測的技術，成為公共安全領域的迫切任務。

4月14日，中國科學院深圳先進技術研究院研究團隊開發了一種基于MXene納米材料的電化學傳感平臺，可在90秒內實現了對血清、唾液、尿液等微量樣本中METH的直接、高靈敏定量檢測，為毒品現場精準篩查提供了全新方案。相關成果以封面論文發表于《先進科學》。

論文封面

為克服傳統傳感器對微量樣本響應弱的問題，研究團隊利用二維納米材料MXene構建了高親和力敏感表面，并結合理論模擬與實驗驗證，系統解析了METH的信號產生和增強機制。

研究發現，METH分子中的脂肪族仲胺基團是電化學氧化的核心活性位點。MXene的層狀結構加速了電荷轉移，其豐富的表面官能團有效增強了METH分子與電極表面的相互作用頻率與強度。二者協同促進了METH的電化學氧化過程，放大響應電流，顯著提升了傳感器對微量樣本的檢測靈敏度與信號穩定性。這一機理研究為高性能電化學傳感器的理性設計奠定了理論基礎。

該電化學傳感平臺在實際測試中展現出優異的分析性能，檢測范圍覆蓋2納克每毫升至50微克每毫升，可同時滿足痕量篩查與高濃度驗證需求。該平臺的單次檢測時間僅需90秒，實現了從傳統“小時級”實驗室分析到“分鐘級”現場快篩的技術跨越。

該平臺已成功應用于血清、唾液、尿液等微量生物樣本中METH的直接定量分析。傳感器檢測性能滿足中國與美國對METH現場初篩的濃度閾值要求，尤其適用于樣本量有限、需快速精準定量的執法稽查、毒品監管及公共衛生監測等場景。

該研究提出的“理論研究—器件構建—應用驗證”一體化范式，加速了新型毒品快檢技術的研發進程，解決了毒品現場快速檢測中靈敏度、分析速度、微量樣本適應性之間的平衡問題，有力推動了檢測技術向現場化、即時化、精準化方向發展，在公安禁毒、臨床診斷及公共衛生等領域展現出廣闊的應用前景。

未來，研究團隊將進一步推進傳感系統的微型化與智能化開發，推動其與智能手機等移動終端的深度集成，旨在打造便攜式、即時化的智慧禁毒設備，為社會安全與公共健康保護提供技術支撐。

相關論文信息： https://doi.org/10.1002/advs.74954