基于Fmoc-甘氨酸与吩噻嗪共聚物电子给体-受体结构的分子印迹有机光电化学传感器用于孕酮检测

本研究针对临床孕酮（P4）检测需求，通过电聚合Fmoc-甘氨酸（FG，电子给体）与吩噻嗪（PTZ，电子受体）构建分子印迹有机光电化学（PEC）传感器。该传感器利用给体-受体结构缩短电子转移路径，降低能量损耗，实现0.010–10 μmol L-1宽线性范围及6.6 nmol L-1高灵敏度检测，兼具抗干扰性和稳定性，为激素监测提供新策略。

　　

孕酮（Progesterone, P4）作为维持妊娠的关键激素，其浓度异常与女性月经紊乱、不孕及流产风险密切相关。目前临床检测方法如酶联免疫吸附试验（ELISA）和液相色谱-质谱联用（LC-MS）存在成本高、耗时长等问题。光电化学（Photoelectrochemical, PEC）传感器虽具高灵敏度优势，但传统无机半导体材料（如TiO₂、CdS）存在选择性差、电荷复合率高的缺陷。如何开发兼具高效光电转换与分子识别能力的传感器成为研究难点。

武汉大学的研究团队创新性地将分子印迹技术（Molecularly Imprinted Polymer, MIP）与有机给体-受体（Donor-Acceptor, D-A）型光电材料结合，以Fmoc-甘氨酸（FG，电子给体）和吩噻嗪（PTZ，电子受体）为单体，在金纳米颗粒（AuNPs）修饰电极上电聚合制备孕酮印迹共聚物P(FG-co-PTZ)。该研究通过扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）等技术表征材料特性，利用光电流响应测试评估传感器性能，最终在《Sensors and Actuators B: Chemical》发表成果。

关键技术方法

1. 电极修饰：通过循环伏安法（CV）在玻碳电极（GCE）表面沉积AuNPs；
2. 分子印迹：以孕酮为模板，电聚合FG与PTZ形成印迹共聚物薄膜；
3. 光电性能测试：在模拟光照下记录阴极光电流响应，优化检测条件。

研究结果
Morphology characterization of modified electrodes
SEM显示AuNPs修饰的ITO电极表面P(FG-co-PTZ)薄膜分散性更佳，纳米级孔隙结构有利于孕酮分子识别。XPS证实共聚物中氮、硫元素的存在，验证FG与PTZ的成功聚合。

光电响应机制
D-A结构使共聚物光生电子从FG（给体）向PTZ（受体）定向迁移，电荷转移路径缩短至分子级别，相较于单一聚合物PFG或PPTZ，共聚物光电流强度提升3倍。

分析性能
传感器在0.010–10 μmol L^-1范围内呈线性响应，检测限达6.6 nmol L^-1（信噪比S/N=3）。对结构类似物（如睾酮、雌二醇）的选择性系数＞5.0，且连续使用15天后信号保持率＞90%。

Conclusion
该研究首次将D-A型有机共聚物与MIP技术结合，构建高灵敏、高选择性孕酮PEC传感器。其创新性体现在：（1）利用FG与PTZ的协同效应增强光电转换效率；（2）印迹空腔与D-A结构的空间匹配提升识别特异性；（3）有机材料柔性基底可拓展至其他激素检测。武汉大学团队Yining Wang等的工作为临床即时检测（Point-of-care testing, POCT）提供了新材料设计范式。