▲科学家研发出系列面向新型毒品的快速筛查技术（视频由AI生成）

6月26日是世界禁毒日。今年，联合国毒品和犯罪问题办公室（UNODC）将主题定为“世界毒品问题：持续的问题，新的挑战，创新的应对”。

近年来，中国科学院新疆理化技术研究所科研团队围绕一线实际需求，研究发展了一系列面向新精神活性物质（NPS）的荧光、比色等便携式传感技术，让“伪装”的毒品快速现身。

在全球毒品治理中，NPS已成为突出的新挑战。NPS被称为“策划药”、“实验室毒品”或“第三代毒品”，其“迭代快、伪装强、识别难”的特点，给禁毒工作带来巨大压力。

传统检测方法是“按图索骥”，已知目标物长什么样，就设计相应方法去寻找它，但NPS常常不按套路出牌。有时，不法分子只是在分子某个位置换了一个小基团，就足以让常规检测失效；有时，目标物混在复杂样品中，背景干扰太多，真正的信号反而被“噪声”淹没，如同在明亮夜空中捕捉黯淡星辰。

在实验室里，气相色谱-质谱等大型仪器可为毒品定性提供可靠依据。但在一线场景中，往往需要更轻便、更快速、更直观的检测方式，比如能否滴上一滴样品，然后照一束光，就让原本无色无形的分子转化为肉眼可见的光信号？

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从小分子到二维框架

荧光检测可靠性的关键，是拉开目标物信号与材料自身背景荧光的差距。合成大麻素是NPS的主要类别之一，针对其快速识别的需求，科研团队提出“逐步构象限制”的思路。

简单说，就是让传感材料的分子结构从自由“摇摆”变得逐步“受限”，从零维小分子、一维聚合物，进一步发展到二维共价有机框架材料。

对这类材料来说，分子不是越活跃越好。它们晃动得越厉害，背景荧光往往越难压低；把分子的运动“管住”，反而能让检测背景先暗下来。

这项工作的亮点是不急于把信号做得更亮，而是先把背景降下来。团队设计的二维TFPA-IDA COF材料，就像一个低背景的“分子探照台”：平时几乎不发出明显荧光，接触合成大麻素FUB-INACA后，分子间多重弱相互作用被触发，荧光迅速点亮。

该材料实现了纳摩尔级检出，响应时间小于1秒，并可集成到微流控传感芯片中，还可用于电子烟油、茶叶、唾液、尿液等复杂样品的可视化筛查。

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给分子装上一道“门禁”

NPS快速检测的另一大难点，是许多合成大麻素分子结构相似、干扰物多。传感材料如果太“敏感”很容易误报，而如果太“稳”则又可能漏检。如何在灵敏度和稳定性之间取得平衡？

为此，科研团队通过“位阻工程化热力学门控”策略，给材料设计了一道“分子门禁”。

可以把这个策略的传感体系想象成一扇配有“热力学门禁”的门：普通干扰物推不动它，目标合成大麻素则能通过多点相互作用“合力开门”。实现这种门控效果的，是来自特殊设计的亚稳态分子聚集体。

平时，聚集体处于荧光关闭状态；当具有合适“头部”和“尾部”结构特征的合成大麻素出现时，聚集体发生协同解聚，荧光信号迅速打开。

这一策略用于EDMB-PINACA等合成大麻素检测时，可在1秒内产生明显荧光响应，并在电子烟油、花瓣、绿茶等复杂基质中，仍能较好地区分目标物和干扰物。

团队还将其集成到3D打印便携装置中，并结合深度学习算法识别不同荧光“指纹”，为现场快速筛查和相似物区分提供了新思路。

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不只识别一个

面对不断更新的合成大麻素，如果每出现一种新结构，就重新设计一种探针，检测技术很容易陷入“今天刚识别，明天又换样”的被动局面。针对这个实际问题，团队进一步尝试从“识别某一个分子”转向“识别一类分子的共同属性”。

合成大麻素虽然结构变化多，但许多分子都具有疏水性强、芳香结构丰富等共同特征。

科研团队设计了香豆素-萘酰亚胺双发色团分子，使其在水/甲醇体系中形成弱发光聚集体。当合成大麻素进入体系后，就像一个“模板”，诱导原本松散的聚集体重新排列，发光通道随之改变，颜色从黄绿色转向青色，并迅速变亮。

这一“分析物模板诱导聚集体重塑”策略实现了对多达22种合成大麻素的广谱可视化响应，并在巧克力等复杂基质中开展了定量回收验证。

研究提示，面对快速演化的新型毒品，检测技术不能只靠“逐个点名”，还要学会抓住一类物质的共同特征。

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让颜色和荧光双重验证

除了合成大麻素，合成卡西酮也是NPS中的重要类型。针对代表性目标物甲卡西酮，团队发展了两类可视化检测策略。

一种策略是基于铕金属有机框架材料Eu-BTB-NH2 MOF。该材料在紫外光下呈现红色荧光，甲卡西酮进入材料孔道后，会与框架中的氨基化配体发生氢键、π-π作用等多重相互作用，限制分子内部旋转，并改变能量传递路径，使荧光颜色由红色转为翠绿色。变化直观，不需要复杂解读，并且响应快，便于现场作出初步判断。

团队还构建了便携传感芯片和毒品分析师现场检测装置，在尿液、污水、酒精等复杂样品以及真实缴获样品中进行了验证。

另一种策略则是π共轭调控的比色-荧光双模式探针。它既能通过荧光信号变化识别甲卡西酮，也能通过肉眼可见的颜色变化进行交叉验证，两者相互印证，有助于提高现场初筛的可靠性。该体系响应时间可达0.8秒，并在污水、血液、巧克力、饮料和真实样品中验证了其应用潜力。

但需要说明的是，便携式荧光和比色检测主要用于现场快速筛查和早期预警，还无法替代大型实验室仪器的法定确证分析。它们的价值在于把检测关口前移，即在复杂场景中，先快速判断有没有可疑风险，再将阳性或疑似样品送入实验室进行权威确认。这样既能提高一线处置效率，也能为后续精准分析节省时间。

禁毒工作是一场与时间赛跑、与伪装较量的长期战役。毒品不断变化，检测技术也必须不断升级。

未来，随着传感材料、便携器件、人工智能识别和法庭科学体系进一步融合，面向新型毒品的快速筛查技术有望在更多真实场景中发挥作用，为禁毒防线提供更加灵敏、可靠和智能的技术支撑。

作者：努尔麦麦提·伊斯马依力 窦新存

责任编辑：梁春雨