综述：分子印迹聚合物在有害化学物质传感中的机制与应用

（编辑推荐）本综述系统阐述了分子印迹聚合物（MIPs）作为仿生识别材料在有害化学物质（如爆炸物、化学战剂、有机磷农药等）检测中的技术优势，涵盖光学（荧光/比色/光子晶体）、电化学及质谱传感机制，为开发高效便携式检测平台提供理论支撑。MIPs凭借高特异性、稳定性及可定制识别位点，在实时监测和抗干扰能力方面展现出突破性潜力。

　　

Abstract
有害化学物质因其来源多样性和高毒性，对全球公共安全、生态环境和人类健康构成系统性威胁。这类物质主要包括爆炸物、化学战剂（CWAs）、有机磷农药（OPs）、生物毒素和非法药物。传统检测技术虽灵敏度高，但依赖笨重仪器和专业操作，难以实现快速现场响应。分子印迹聚合物（MIPs）作为合成仿生识别材料，凭借高特异性、稳定性和可定制识别位点，通过预先设计的与分析物在尺寸、形状及官能团互补的空腔实现选择性结合。近年来，MIPs与光学（如荧光、比色、光子晶体）、电化学及质谱传感原理结合，在检测灵敏度、抗干扰能力和环境适应性方面表现突出，适用于现场快速检测和实时监测场景。

Introduction
工业化进程加速与全球安全问题复杂化背景下，有害化学物质的监测成为国际关注焦点。爆炸物如2,4,6-三硝基甲苯（TNT）和黑索今（RDX）可通过空气、水体及土壤残留引发长期生态灾难；化学战剂中的神经毒剂（如沙林）通过抑制乙酰胆碱酯酶（AChE）导致多系统功能障碍；有机磷农药（如对硫磷）则因AChE不可逆抑制而具有急性神经毒性，其环境残留还可通过生物富集进入食物链。生物毒素（如蓖麻毒素、贝类毒素）和非法药物（如甲基苯丙胺）则分别威胁食品安全和社会稳定。

Detection mechanisms of MIP-based sensors
MIPs的识别机制基于模板分子与功能单体预组装后聚合形成的三维空腔结构（图1）。光学传感中，荧光MIPs通过目标结合引起的荧光猝灭或增强实现检测；比色传感器利用显色反应（如硝基芳烃爆炸物与胺类化合物的席夫碱反应）产生颜色变化；光子晶体则通过结构色调制放大信号。电化学传感依赖目标物氧化还原反应引起的电流或电位变化，而质谱传感则通过石英晶体微天平（QCM）检测质量变化。

Detection of explosives
针对硝基芳烃类（如TNT）和硝胺类（如CL-20）爆炸物，MIPs通过π-π堆积和氢键作用实现纳摩尔级检测。例如，基于芘功能单体的荧光MIPs对TNT的检测限达10^-9 M，而金纳米颗粒增强的表面等离子体共振（SPR）传感器可实时监测空气中2,4-DNT蒸气。

Conclusions and prospects
MIPs在有害化学物质检测中展现出仿生识别与多模态传感融合的优势，但仍面临复杂基质干扰、模板分子渗漏等挑战。未来研究方向包括开发多功能杂化MIPs、人工智能辅助设计及微流控集成技术，以推动其在反恐、环境监测和临床毒理学中的广泛应用。