氮掺杂中空介孔碳球-PEDOT分子印迹电化学传感器用于氯丙嗪的超灵敏选择性检测

针对分子印迹电化学传感器(MIP/ECS)存在印迹位点结合力弱、电子传输速率慢等问题，新疆大学团队创新性地利用氮掺杂中空介孔碳球(N-HCS)、聚多巴胺(PDA)和聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)的协同效应，构建了检测限低至0.18 nM、线性范围达0.0005-85 μM的氯丙嗪(CPZ)传感器，为食品和环境污染物监测提供了新策略。

　　

在食品安全和环境监测领域，痕量污染物的高效检测始终是重大挑战。传统分子印迹电化学传感器(MIP/ECS)虽具有成本低、稳定性好等优势，却受限于印迹位点结合力弱、电子传输速率慢等瓶颈问题，严重影响其选择性和灵敏度。氯丙嗪(CPZ)作为一种镇静药物，其残留物通过食物链积累会引发急性肝损伤甚至死亡风险，亟需开发超灵敏检测技术。

新疆大学研究团队在《Biosensors and Bioelectronics》发表的研究中，提出了一种创新解决方案。他们采用氮掺杂中空介孔碳球(N-HCS)作为载体，结合聚多巴胺(PDA)和导电聚合物PEDOT的双功能单体系统，构建了具有超高性能的N-HCS@MIP/ECS传感器。该研究通过模板法合成N-HCS，利用表面分子印迹技术固定CPZ识别位点，并采用循环伏安法、电化学阻抗谱等系统表征手段验证传感器性能。

材料制备与表征
研究首先以多巴胺盐酸盐为碳/氮源，氨基化二氧化硅为模板制备N-HCS。表征显示其比表面积达412 m²
/g，介孔孔径集中在3.8 nm，氮掺杂量达7.3 at%，为电子传输和印迹网络构建提供了理想平台。

传感器构建机制
PDA与PEDOT通过π-π堆积和氢键形成三维网络，既构建了CPZ特异性识别腔，又形成供体-受体电子系统。电化学测试表明，该系统的电子转移速率常数(k_s
)达1.72×10^-3
cm/s，较传统MIP提升两个数量级。

分析性能验证
在优化条件下，传感器对CPZ的检测限低至0.18 nM（S/N=3），线性范围跨越5个数量级（0.0005-85 μM），且能有效区分结构类似物如吩噻嗪和硫利达嗪，选择性系数均>8.7。实际水样加标回收率为96.4%-103.2%，RSD<4.3%。

结论与意义
这项研究通过N-HCS的介孔限域效应与PDA-PEDOT的协同作用，突破了MIP/ECS的灵敏度瓶颈。所构建的传感器不仅实现了CPZ的超痕量检测，其"中空结构抗体积膨胀"的设计理念和"双功能单体电子传输"的创新策略，为开发新一代环境污染物监测器件提供了范式。特别值得注意的是，该技术无需复杂仪器即可实现现场检测，在发展中国家环境监测领域具有显著应用价值。