体育竞赛中如何检测那些能让人“保持冷静”、提升注意力的违禁药物？近期，色情av影片运动人体科学学院卞亦瑄课题组开发出一种超高灵敏度的电化学传感器，基于鱼精子DNA（fDNA）识别功能与金纳米颗粒-亚甲基蓝-氧化碳纳米洋葱（AuNPs-MB-oxCNOs）纳米复合材料的新型“信号下降”型传感器，实现了对β-阻断剂普萘洛尔（PRO）的超高灵敏检测。该研究不仅展示了优异的分析性能，更通过多种光谱技术深入探究并阐明了PRO与DNA之间的相互作用机理，为针对小分子的高选择性传感器设计提供了新思路。相关成果——A Sensitive Detection Protocol of Propranolol Based on Carbon Nanocomposite Sensing Platform一文发表在传感领域著名权威期刊Sensors and Actuators: B. Chemical（中科院SCI一区Top期刊，IF="8.0）。
普萘洛尔（PRO）作为一种非选择性β-肾上腺素能受体阻滞剂，因其可能被运动员滥用以提升专注力而被世界反兴奋剂机构（WADA）列为赛内禁用物质。开发快速、灵敏、可靠的PRO检测方法对保障体育竞赛公平性至关重要。尽管PRO具有电活性，但其缓慢的电子转移速率限制了直接电化学检测的灵敏度。因此，构建能放大检测信号并具备高特异性的传感平台是当前研究的重点和难点。
本研究的核心创新在于巧妙构建了一个多功能传感界面（fDNA/AuNPs-MB- oxCNOs/GCE）。该界面整合了生物识别与纳米信号放大双重功能：
1、信号放大平台： 利用氧化碳纳米洋葱（oxCNOs）的大比表面积负载亚甲基蓝（MB）作为稳定信号探针，并进一步引入金纳米颗粒（AuNPs）以增强电子传输能力，形成高导电性、高电活性的AuNPs-MB-oxCNOs纳米复合材料基底。
2、生物识别元件： 将鱼精DNA（fDNA）固定于上述纳米基底上，作为特异性捕获PRO分子的识别探针。
图 （a）传感平台的制备过程及（b）普萘洛尔的“信号下降”电化学检测
在传感界面构筑的同时，该工作还深入揭示了PRO与fDNA的相互作用机制。通过紫外-可见光谱（UV-Vis）、圆二色光谱（CD）和荧光光谱等技术证实，PRO与fDNA之间主要通过沟槽结合模式发生相互作用，而非嵌入作用。尤为重要的是，通过系统的热力学分析（变温荧光淬灭实验），计算出结合过程的吉布斯自由能变（ΔG°）为负值，表明结合是自发过程；而焓变（ΔH°）与熵变（ΔS°）均为正值，明确揭示了疏水作用是驱动PRO与DNA结合的主要驱动力。这一机理的阐明为传感器的合理设计和高选择性提供了坚实的理论依据。
在最优条件下，该传感器对PRO表现出卓越的分析性能。极宽的线性范围，超低的检测限（LOD）显著优于此前报道的大多数PRO电化学传感器。优异的选择性与稳定性及良好的再生性与重现性。为评估其实际应用潜力，研究团队在人血清和合成尿液等复杂生物基质中进行了加标回收实验。结果显示，回收率在92.5%至107%之间，且与高效液相色谱法（HPLC）对比结果吻合良好（相对误差-4.4%至+6.2%），充分证明了该传感器在真实生物样品中检测PRO的准确性与可靠性。
本研究成功地将生物分子识别（DNA）与纳米材料信号放大技术相结合，打造了一款性能优异的普萘洛尔检测传感器。它不仅为体育反兴奋剂斗争提供了强有力的新工具，其设计策略也为开发其他疾病标志物或环境污染物的检测设备开辟了新道路。未来，这项技术有望集成到便携式设备中，实现现场快速检测，为保障公平竞赛和临床监测带来革命性变化。
本研究工作得到了国家自然科学基金（项目批准号：22304014）和中央高校基本科研业务费（项目编号：BSUZH202501，2024JCYJ008）的资助。卞亦瑄课题组长期致力于电化学生物传感研究，主要聚焦于可穿戴电化学生物传感器及其在运动训练实时监控与反兴奋剂筛查中的应用。我们欢迎有志于此的同学加入，并期待与感兴趣的老师建立合作！