基于石墨烯氧化物/壳聚糖纳米复合材料增强的表面等离子体共振光纤传感器实现氨氯地平的超灵敏检测

本研究针对传统氨氯地平(AML)检测方法灵敏度不足的问题，开发了一种新型表面等离子体共振(SPR)光纤传感器。研究人员通过将石墨烯氧化物/壳聚糖(GOCH)纳米复合材料与等离子体光纤(POF)结合，实现了2315.2 nm/μM的超高灵敏度检测，结合Langmuir和Sips吸附等温模型验证了60.12μM-1的强结合亲和力。该技术为心血管药物监测提供了无需标记、可远程操作的新型检测方案。

　　

心血管疾病患者需要长期监测氨氯地平(AML)等降压药物的血药浓度，但现有检测技术存在灵敏度低、操作复杂等问题。伊朗大不里士大学电气与计算机工程学院的研究团队在《Scientific Reports》发表创新成果，通过将石墨烯氧化物(GO)与壳聚糖(CH)复合，开发出灵敏度达2315.2 nm/μM的等离子体光纤(SPR)传感器，为药物监测提供了新范式。

研究采用三步关键技术：1)通过超声分散制备GOCH纳米复合材料；2)采用离子溅射和浸渍镀膜技术在单模光纤(SMF)上构建金/GOCH传感界面；3)结合Langmuir和Sips吸附模型分析传感性能。实验使用500μM至1 nM的AML梯度溶液验证检测限，并通过高效液相色谱(HPLC)对比验证实际样本检测效果。

优化传感区域

通过调节金涂层高度至15mm获得最佳SPR响应，GOCH复合层引起6.5nm波长偏移，显著提升信号强度。

传感表面表征

场发射扫描电镜(FE-SEM)显示GOCH纳米片在POF表面均匀分布，能谱(EDS)证实C、O、N元素成功修饰，层间距扩大使有效表面积增加。

AML检测性能

在0.025-250μM范围内呈现线性响应，Sips模型(R²=0.964)较Langmuir模型更适配异质表面。实际样本检测与HPLC结果偏差<5%，20天内信号衰减仅2.5%。

选择性验证

对25μM AML的响应强度是阿奇霉素等干扰物的3倍，归因于AML分子中胺基与GO表面羧基的多位点结合。

该研究通过GOCH纳米复合材料的精准修饰，实现了AML检测灵敏度较电化学法提升30倍。其微型化设计支持远程监测，为个性化用药管理提供技术支撑。研究同时证实GO与CH的协同效应——GO提供高导电性二维平台，CH通过氨基增强生物相容性，这种策略可拓展至其他生物分子检测领域。