美国加利福尼亚大学诺贝尔奖获得者阿兰·希吉尔博士领导的科学家小组成功研制出一种新型传感器,能够在几秒钟内检测出血液中微量的可卡因及其他有毒物质。该传感器基于特殊的人造DNA分子,这些分子在与可卡因等化学物质相互作用时会改变其形状。通过使电子束通过DNA分子并跟踪其运动轨迹,即可在数秒内完成检测。这种传感器可制成便携装置,成本低廉,有望在不久的将来实现随时随地快速分析。
可卡因是一种强效的中枢神经兴奋剂,具有极高的成瘾性和毒性,被称为“百毒之王”。其作用机制主要是通过阻断多巴胺、去甲肾上腺素和5-羟色胺的再摄取,导致这些神经递质在突触间隙中浓度升高,从而产生强烈的欣快感和兴奋效应。长期使用可导致心血管系统损害、神经系统损伤、精神障碍以及严重的成瘾行为。因此,快速检测可卡因对于临床急救、毒品管控和法医学鉴定具有重要意义。
传统的可卡因检测方法如气相色谱-质谱联用(GC-MS)虽然准确,但需要复杂的样品前处理和专业设备,耗时较长。而新型DNA传感器利用适配体(aptamer)技术,通过构象变化产生可测量的电信号,实现了快速、灵敏、便携的检测。这一技术不仅适用于可卡因,还可推广至其他毒品和毒物的检测,具有广阔的应用前景。
该研究得到了美国国立卫生研究院(NIH)等机构的资助,相关成果已发表在《自然·纳米技术》等期刊上。未来,研究团队计划进一步优化传感器的稳定性和选择性,并开展临床试验,以推动其实际应用。