Microchem J：分子印迹电化学手性传感器高选择性检测(1S,2S)-伪麻黄碱

伪麻黄碱（Pseudoephedrine, PSDO）是麻黄碱的非对映异构体，属于安非他明和苯乙醇胺类药物类别，能够引起血管收缩，并减轻黏膜肿胀，通常与解热药合用治疗感冒和流感，或与抗组胺药合用减轻过敏反应。然而，PSDO也被认为是兴奋剂，在竞技体育中被滥用。因其具有成瘾性，国际奥林匹克委员会和国际体育联合会已将其列入禁用物质清单。当运动员尿样中的PSDO浓度超过25 μg/mL时，即被视为违禁。目前，PSDO的检测方法主要包括高效液相色谱法（HPLC）、气相色谱法（GC）、毛细管电泳（CE）以及光谱法和电化学方法。与传统方法相比，电化学方法因其绿色环保、样品消耗少、分析时间短、操作简便、检测限低和线性范围宽等优点而备受青睐。然而，传统电化学传感器在选择性和灵敏度方面仍存在不足，尤其是在复杂生物样本中检测手性分子时。因此，开发一种快速、灵敏、高选择性的PSDO检测方法在运动药检和临床诊断中具有重要意义。

为解决上述问题，本研究利用分子印迹技术构建与目标分子形状、大小和电荷分布相匹配的特异性空腔，从而显著提高传感器的识别能力，成功开发了一种基于分子印迹聚合物（MIP）的电化学手性传感器，用于高选择性、高灵敏度检测药品和生物样本中的(1S,2S)-伪麻黄碱。将邻苯二胺（o-PD）作为功能单体，通过电聚合法在玻碳电极（GCE）表面构建了(1S,2S)-PSDO印迹的聚合物薄膜，实现了对手性分子的高效识别与检测。在最佳的实验条件下，传感器对(1S,2S)-PSDO的检测线性范围达到1×10⁻¹⁵ M至1×10⁻¹⁴ M，检测限低至2.98×10⁻¹⁶ M（标准溶液）和3.01×10⁻¹⁶ M（血清样本）。对(1S,2S)-PSDO的印迹因子（IF）值高达4.97，而对映异构体(1R,2R)-PSDO及其结构类似物麻黄碱和地氯雷他定的IF值仅为1.51、1.11和1.19，表明传感器对手性分子具有高度特异性识别能力。该传感器成功应用于泡腾片和人血清样本中(1S,2S)-PSDO的检测，平均回收率分别为100.5%和100.4%，RSD值小于1.1%，展示了其在真实样本中的准确性和可靠性。

• 首创手性识别平台：本研究通过原位电聚合法在玻碳电极表面成功合成了以邻苯二胺（o-PD）为功能单体，首次设计并成功合成了针对(1S,2S)-伪麻黄碱的对映体选择性分子印迹电化学传感器。

• 卓越的分析性能：该传感器在人血清和泡腾片样品中实现了宽的线性检测范围（1.0×10⁻¹⁵ M 至 1.0×10⁻¹⁴ M），检测限（LOD）低至2.98×10⁻¹⁶ M。对目标分子(1S,2S)-PSDO的IF高达4.97。对其对映异构体(1R,2R)-PSDO以及结构相似的分子麻黄碱和地氯雷他定，IF值分别仅为1.51, 1.11和1.19，证明了该传感器能够有效区分手性分子。

• 临床验证与实用性：在泡腾片和加标人血清样本中，平均回收率分别达到100.5%和100.4%。同时，对生物样品中常见的潜在干扰物如抗坏血酸（AA）、多巴胺（DOP）等均具有良好的抗干扰能力，回收率在99.63% 至 101.98% 之间，RSD%小于1%，确保了复杂基质中检测结果的可靠性。

• 绿色、快速经济的制备工艺：该传感器采用电聚合法制备，过程简单、快速（仅需10个循环扫描），无需复杂的合成步骤和昂贵的试剂。所用单体邻苯二胺（o-PD）和模板分子经济易得。整个制备和检测过程符合绿色化学理念，溶剂消耗量少，为开发其他手性药物的即时检测设备提供了有价值的参考。

  
  

Fig. 1. The construction process of the MIP sensor.

Fig. 2. Characterization of (1S,2S)-PSDO@MIP/GCE surface: SEM image (A); Raman spectra (B); contact angles images of the bare GCE (C); and (1S,2S)-PSDO@MIP/GCE (D).

Fig. 3. (A) The EIS in each step to form (1S,2S)-PSDO@MIP/GCE sensor (B) CV of each step of proposed (1S,2S)-PSDO@MIP/GCE sensor.

Fig. 4. (A) Optimization of monomer/template ratio, scan number (B) and scan rate (C). Effect of removal solutions (D) and removal times (E) with the plot of ΔIp values after removal and after rebinding of 5x10-15 M (1S,2S)-PSDO. The plot of ΔIp values after removal and after rebinding of 5x10-15 M (1S,2S)-PSDO versus different rebinding times (F).

Fig. 5. The evaluation of IF values for (1S,2S)-PSDO, (1R,2R)-PSDO, Ephed­-rine, and Desloratadin.

Table 1. Effect of interfering agents on the detection of (1S,2S)-PSDO.

Fig. 6. DPV of (1S,2S)-PSDO on the (1S,2S)-PSDO@MIP/GCE (A) A linear relationship between the ΔI and (1S,2S)-PSDO concentrations in (1S,2S)-PSDO@MIP/GCE and NIP/GCE (B).

Fig. 7. In spiked serum samples, DPV of (1S,2S)-PSDO on the (1S,2S)-

PSDO@MIP/GCE (A) and A linear relationship between the ΔI and (1S,2S)-PSDO concentrations in (1S,2S)-PSDO@MIP/GCE and NIP/GCE (B).

Table 2. Regression data of the calibration lines for detection of (1S,2S)-PSDO by DPV in standard solution and serum sample.

Table 3. Results of Deloday Plus® effervescent tablets and the serum samples experi­ments for the (1S,2S)-PSDO analysis.

Table 4. Recent electrochemical studies about Pseudoephedrine.

本研究成功制备了首个用于检测(1S,2S)-伪麻黄碱的分子印迹电化学手性传感器。该传感器通过在玻璃碳电极上电聚合邻苯二胺单体，并在模板分子(1S,2S)-PSDO存在下形成具有特异性识别空腔的聚合物薄膜而制成。该(1S,2S)-PSDO@MIP/GCE传感器具有极低的检测限（标准溶液为2.98×10⁻¹⁶ M，人血清样品为3.01×10⁻¹⁶ M），并且与其他传感器相比对(1S,2S)-PSDO表现出高度的选择性和有效的检测能力。在实际样品泡腾片和商业人血清中的加标回收实验证明了其高准确度和可靠性。因此，所提出的MIP传感器作为一种替代工具，在制药分析、兴奋剂检测和临床监测领域具有巨大的应用潜力。

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