β2?激动剂通过作用于β2?肾上腺素受体来放松呼吸道平滑肌[1]。在制药领域，它们主要用于治疗支气管哮喘和慢性阻塞性肺病[2],[3],[4]。同时，在体育比赛中，这些药物可以迅速提升运动表现[5]，因此存在被运动员滥用作兴奋剂的风险。因此，大多数β2?激动剂被世界反兴奋剂机构（WADA）列为S3类禁用物质。具体而言，2023年禁用名单中的β2?激动剂在比赛期间和比赛之外均被禁止使用。2003年至2021年间，认证实验室报告了反兴奋剂检测数据（ATF），相关记录来自反兴奋剂管理及控制系统（ADAMS）。根据这些数据和记录，β2?激动剂在所有被检测到的滥用物质中排名第六，占总检测量的5.7%[6]。
β2?激动剂根据其作用时间和持续时间分为三类：短效β2?激动剂（SABAs）[7]、长效β2?激动剂（LABAs）[8]和超长效β2?激动剂（ultra-LABAs）[9]，主要包括特布他林、班布特罗尔、维兰特罗尔、非诺特罗尔等。作为哮喘治疗的主要药物，特布他林、维兰特罗尔和非诺特罗尔在WADA规定的S3类禁用物质中经常被检测到，其中特布他林的检测率最高。班布特罗尔（长效前药）、维兰特罗尔（长效，常与激素联合使用）和非诺特罗尔（短效，用于紧急缓解）均可治疗哮喘[10],[11],[12],[13]。目前，有许多关于将这些药物添加到食品中作为营养补充剂以增强运动表现的报告。检测这些药物可以预防代谢紊乱、药物相互作用和过量风险，从而确保治疗的有效性和安全性。因此，WADA对这类激动剂的治疗剂量有明确规定。例如，维兰特罗尔的吸入剂量在24小时内不得超过25微克[14]。在体育赛事中实现β2?激动剂的检测具有重要意义，这严格控制了这类物质的使用范围，维护了公平的竞争环境，同时也保护了有医疗需求的运动员的合法用药权利。
迄今为止，已经建立了多种先进的β2?激动剂检测技术，包括超高效液相色谱-质谱（UHPLC-MS）[15],[16],[17]、气相色谱-质谱（GC-MS）[18]、液相色谱-质谱（LC-MS）[19]以及免疫吸附测定[20],[21],[22]、分光光度法[23]、毛细管电泳[24]、电化学发光[25]。其中，免疫测定和高性能液相色谱（HPLC）由于具有高检测灵敏度而被广泛使用[26]。然而，这些技术存在选择性较低、程序耗时以及样品制备所需耗材较多的缺点。因此，迫切需要开发先进的检测方法来解决这些问题。表面增强拉曼光谱（SERS）是一种基于拉曼光谱的超高灵敏度检测技术，它通过等离子体纳米结构表面产生的强局部电磁场显著增强了传统拉曼散射信号的强度[27],[28]。贵金属纳米颗粒（NPs）因其优异的电磁场增强能力和在医疗诊断、环境监测和食品安全分析等领域的广泛应用性而成为SERS基底的首选[29],[30],[31],[32],[33],[34]。近年来，基于SERS的兴奋剂检测技术取得了多项进展。例如，唐的团队将银纳米颗粒沉积在活性炭上作为SERS基底，实现了对克仑特罗尔、拉克托帕明和沙丁胺醇的高灵敏度检测，检测限低至μg·L–1[35]。邓及其同事利用类似花朵的金-银核壳纳米颗粒，结合侧向流动免疫层析技术和标记的SERS技术，实现了对β-肾上腺素激动剂溴布特罗尔的超灵敏度检测[36]。在我们之前的工作中，我们也基于金多面体和银纳米星成功捕获了多种β-激动剂和禁用利尿剂的拉曼特征峰[37],[38]。然而，这些传统的贵金属纳米颗粒总是容易发生胶体聚集，导致重复性较差，并且对目标的亲和力较弱。此外，在复杂基质中传感界面的稳定性和抗干扰能力也是实际应用中的挑战。
本研究旨在开发一种由组装的金纳米颗粒（Au NPs）和共价有机框架（COF）组成的Au?COF复合材料。这种混合材料结合了两种组分的优点，成为高效的β2?激动剂检测基底。COF具有高结晶度、大表面积和优异的稳定性，提供了出色的吸附能力和可调功能基团，能够将目标分子富集在Au NPs的“热点”附近并防止纳米颗粒聚集[39],[40]。同时，Au NPs通过表面等离子体共振提供强烈的电磁增强作用，从而显著提升SERS活性[41],[42]。这两种组分的协同作用使得该基底具有高灵敏度、稳定性和重复性，优于单一组分系统。本研究进一步扩展了Au?COF复合材料在高灵敏度SERS检测领域的应用范围，为微量β2?激动剂（如维兰特罗尔、非诺特罗尔和班布特罗尔）的定性和定量分析提供了具有技术前景和实际价值的策略，其在医疗安全（如临床用药监测）和体育禁用物质检测领域具有潜在的实际应用价值。
