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为解决氨基酸分析成本高、耗时久等问题，研究人员开展铍基分子印迹聚合物（MIPs）用于 L - 亮氨酸（LEU）传感的研究。结果显示，制备的 BeMIPMs 性能良好，在 0.3 - 0.93 mM 呈线性响应，有选择性。该研究为氨基酸监测提供低成本平台。
在生物制药和食品等领域，氨基酸的地位举足轻重。它不仅是蛋白质的基本构成单元，对细胞系统的正常生物学功能至关重要，而且在全球市场上价值极高，2023 年其全球市场价值已达 304.2 亿美元，预计到 2030 年还会以 7.1% 的年复合增长率持续增长。不过，随着相关法规的日益严格，氨基酸生产面临着更为严格的质量控制，这使得生产成本不断攀升。在分析检测方面，传统的高效液相色谱（HPLC）虽然应用广泛，但存在成本高、耗时长的问题，难以满足产业发展对高效、低成本监测技术的迫切需求。
在此背景下，来自国外的研究人员致力于开发新的氨基酸监测技术。他们聚焦于分子印迹聚合物（MIPs），这种聚合物具有特异性识别目标分子的能力，被视为极具潜力的生物传感材料。研究人员以铍（Be）为核心，结合天然单体姜黄素（CU）和指甲花醌（LW），合成了铍基单体，并将其应用于 MIPs 的制备，旨在实现对 L - 亮氨酸（LEU）的高灵敏、高选择性检测。该研究成果发表在《Biosensors and Bioelectronics: X》上。
研究人员在这项研究中主要运用了两种关键技术。一是力化学合成技术，该技术借助低成本设备，在无溶剂条件下短时间内即可完成反应，有效解决了 MIP 设计中常见的溶解性难题，大幅降低了生产成本。二是超临界 CO2（scCO2）技术，利用 CO2丰富、无毒、不易燃且临界条件易于达到的特性，在分子印迹过程中高效地实现模板解吸，制备出具有特定识别位点的 MIPs。
在研究结果方面：
- 铍基单体的力化学合成：通过力化学方法，成功使铍与姜黄素、指甲花醌形成复合物，尽管烯丙基化步骤产率较低，但添加少量 N,N - 二甲基甲酰胺（DMF）后反应得以顺利进行。对合成的单体进行分析，确定了 BeCU 和 BeLW 中铍的含量。
- 铍基 MIPs 的力化学合成及表征：力化学合成 MIPs 的产率较高，但铍的实际掺入量低于预期。BeCUMIP 聚合物呈现出独特的荧光特性，其光学带隙与铍含量呈正相关。细胞毒性实验表明，铍衍生物的细胞毒性明显低于铍本身。此外，BeMIPMs 的形态与传统 MIPs 相似，呈介孔结构，而 BeNIPMs 为大孔或无孔结构。在静态结合实验中，BeCUMIP 对 LEU 的亲和力高于以 BeLW 为功能单体的 BeMIPM，且与先前报道的非金属 MIPs 相比，BeCUMIP 的结合容量（Q）和印迹因子（IF）更高。
- 基于 BeMIPM 的受体层：通过微接触沉积法成功制备了基于 BeMIPM 的受体层。扫描电子显微镜（SEM）图像显示，BeMIPMs 颗粒沉积形成的层更均匀，这得益于其较小的粒径，使其在静态结合测试和热传递方法（HTM）检测中表现更优。
- 通过 HTM 传感进行结合分析：HTM 检测结果表明，当 LEU 溶液流经基于 BeMIPM 的受体层时，温度明显下降，且在 0.3 - 3.8 mM 的 LEU 浓度范围内，传感器表现出良好的响应性能，计算得出 BeCUMIP 的检测限（LoD）为 0.16 mM 。
- 通过 HTM 传感进行选择性分析：选择 IsoLEU、GLY、LYS 等氨基酸和牛血清白蛋白（BSA）作为 LEU 的类似物进行选择性检测。结果显示，BeCUMIP 对 LEU 具有选择性，在复杂氨基酸混合溶液中，其印迹效应显著，能产生更好的热响应。该传感器的灵敏度为 0.82 %/mM（LEU 浓度在 0.23 - 0.92 mM 范围内），可适用于多种浓度检测，与先前使用 HTM 传感器的研究结果相符。
- HTM 传感器的可重复性：对传感器进行重复使用测试后发现，经过多次注射稳定溶液（PBS）和解吸模板后，基于 BeCUMIP 和 BeCUNIP 的受体层传感器的热响应性能大幅下降，表明该传感器更适合作为一次性使用的传感器。
综合研究结论与讨论部分，这项研究成功实现了铍基单体的力化学合成，并将其应用于 MIPM 系统，制备出的干粉末具备用于生物传感和生物纯化的独特性能。基于 BeMIPMs 的 HTM 传感器对 LEU 具有高效的识别能力和选择性，即使在含有多种氨基酸的复杂溶液中也能表现出色，为高通量生物监测提供了一种低成本的热传感平台，有望在生物制药、食品检测等领域发挥重要作用，推动氨基酸监测技术的革新与发展。
