基于Ti3C2Tx MXene/银纳米枝晶修饰碳毡的高性能适体传感器用于生物体液中超灵敏甲基苯丙胺检测

《Talanta》：Eco-Friendly High-Performance Aptasensor for Ultra-Sensitive Methamphetamine Detection in Biofluids using Carbon Felt Modified by Ti 3C 2T x MXene and Silver Nanodendrites

本文报道了一种新型电化学适体传感器，通过Ti3C2Tx MXene/银纳米枝晶（AgNDs）复合修饰碳毡电极（CFE），实现了对甲基苯丙胺（METH）的超灵敏检测（检测限3 pM）。该传感器在血清、尿液、唾液等复杂生物基质中展现优异选择性，结合分子动力学模拟验证了适体-靶标结合机制，并通过绿色化学指标（AGREE:0.83）证实其环境友好性，为法医毒理学和临床监测提供了创新解决方案。

　　

材料与方法

METH和可卡因（COC）来自伊朗卫生部麻醉品预防中心。美沙酮（MTD）、曲马多（TRA）、哌替啶（PTD）和可待因（COD）由伊朗Temad和Aburaihan制药公司提供。Ti₃AlC₂ MAX相（99%，粒径30微米）购自加拿大Nanochemazone公司。聚乙二醇400（PEG-400）采购自韩国大田公司。硝酸银（AgNO₃）、牛血清白蛋白（BSA）等化学试剂均采用分析纯级别。

剥离型Ti₃C₂T_x纳米片的结构表征

通过X射线衍射（XRD）和场发射扫描电镜（FESEM）对Ti₃AlC₂ MAX相剥离及所得Ti₃C₂T_x MXene纳米片的形貌进行研究。图1b-e展示了MAX相和不同放大倍数下剥离MXene纳米片的FESEM图像。可见原始Ti₃AlC₂具有致密层状结构和平滑表面，而经氢氟酸（HF）处理后的Ti₃C₂T_x MXene纳米片呈现剥离的多层形态，像被掀开的书页般展现出典型的二维材料特征。

结论

通过采用Ti₃C₂T_x MXene和电沉积AgNDs纳米复合材料修饰的CFE，本研究成功构建了一个集增强电子传输与高比表面积于一体的多功能平台，犹如为适体（Apt） immobilization打造了"分子停车场"。该适体传感器展现出卓越分析灵敏度，具有两个线性检测范围（10-100 pM和1-500 nM）和3 pM的超低检测限，其性能如同分子世界的精密雷达。特别值得注意的是，该平台在复杂生物流体中保持高选择性，并通过分子动力学模拟揭示了适体-甲基苯丙胺复合物的稳定结合机制，如同破解了分子识别的密码。绿色化学评估进一步彰显了其环境友好特性，为毒物检测领域提供了兼具高性能与可持续性的创新解决方案。