新型分子印记传感器首次用于兴奋剂检测

前言


非法药物及其滥用是一个长期的全球性问题,这与国家的经济状况无关。根据联合国毒品和犯罪问题办公室(UNODC)2017年的毒品报告,25亿人在该年至少使用过一次毒品,其中近3 000万人患有问题药物滥用和(或)药物紊乱。每年,全世界约有250 000例死亡与毒品有关,非法毒品市场的全球总价值估计为3 320亿美元(联合国毒品和犯罪问题办公室,2007年)。尽管大麻仍然是最受欢迎的药物,但苯丙胺类兴奋剂使用者的数量自过去十年以来大幅增加。安非他(ATS)明类兴奋剂可以被喷鼻、吸食、注射或直肠使用,并具有致幻特性。它们可以由廉价的前体容易地合成,并且生产可以有效地扩大到工业水平。


研究内容


根特大学的研究人员首次使用分子印迹聚合物(MIPs)对ATS的前体产物-苄基甲基酮(BMK)进行检测,也是致力于基于分子印迹聚合物的电化学检测安非他明类兴奋剂的少数研究之一。事实上,该研究团队开发了一种高灵敏度、基于分子印迹聚合物的电容式传感器,用于监测水样中痕量的N-甲酰苯丙胺(NFA),线性工作范围为50–250微米,检出限为50微米。在他们的研究中,建模被用来选择最佳的单体和交联剂。为了研究对分子印迹聚合物特性和性能的可能影响,比较了不同的聚合技术和方案。用液相色谱-串联质谱法研究分子印迹聚合物的性能。使用动态光散射(DLS)、热重分析(热重分析)和光学显微镜进一步表征了最有前途的分子印迹聚合物。通过气相色谱质谱和热重分析检查模板去除。使用酪胺作为连接剂,将分子印迹聚合物颗粒固定在金传感器上。通过循环伏安法和扫描电子显微镜检查该过程的成功。通过加标水样的分析,研究了亲和力、交叉反应性、酸碱度依赖性、重复性和再现性。通过对水样的分析来检验其有效性。据我们所知,迄今为止,针对BMK开发的分子印迹聚合物和用于其检测的电化学传感器都还没有被研究或上市。


实验方法


电容分析包括两个步骤,在再生过程中,将250 μL再生缓冲液(由MeoH/磷酸二氢钾缓冲液/三甲胺泵入流动池。再生缓冲液清洁了功能化金电极的活性表面,并通过破坏模板和分子印迹聚合物之间的键来确保分子印迹聚合物不再发生结合。之后,使用流动缓冲液(磷酸盐-二磷酸盐缓冲液,pH = 7.2)进行冲洗,使基线恢复到其初始的稳定状态。在顺序取样步骤中,加入250微升样品,使分子印迹聚合物和目标分析物之间的结合有机会发生。再次泵入流动缓冲液,从流动池中除去未结合的化合物。所有射流以1.67毫升/分钟的流速泵送。

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在分子印迹聚合物和纳米印迹聚合物的较宽浓度范围内,对BMK加标样品进行亲和测试。

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电容式传感器的基线波动。


结论


首次合成并表征了针对安非他明类兴奋剂前体BMK的选择性分子印迹聚合物,并将其用作电容式传感器的识别元件。总体基线稳定性良好,标准偏差为0.22 nF。重复性和再现性的测量就像在真实水样中的表现一样。在所应用的实验条件下,没有发现分子印迹聚合物与盐、酸性或碱性条件之间的相互作用。据报告,NFA和AMP以及APAAN的组合出现假阳性。这可能是由分子印迹聚合物对其他结构相似的安非他明类兴奋剂标记的交叉污染引起的。该传感系统具有良好的稳定性、热稳定性(< 350℃)和酸碱度稳定性(3-12),证明该系统可用于环境样品中的BMK检测。



https://doi.org/10.1016/j.bios.2020.112773。

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