南华大学肖福兵团队成功开发二维光子晶体超分子水凝胶双信号传感新方法

新湖南客户端 2023-02-23 14:26:10

近日，南华大学衡阳医学院公共卫生学院肖福兵副教授带领团队构建了一种基于竞争反应的二维光子晶体双交联超分子水凝胶传感方法，并用于双酚 A 的比色和荧光双信号检测。相关原创性研究成果以“ Competition-Based Two-Dimensional Photonic Crystal Dually Cross-Linked Supramolecular Hydrogel for Colorimetric and Fluorescent Dual-Mode Sensing of Bisphenol A” （基于竞争反应的二维光子晶体双交联超分子水凝胶用于双酚 A 的比色和荧光双信号检测）为题在国际分析化学领域顶级期刊 Analytical Chemistry （分析化学）上在线发表，该项研究成果中，肖福兵副教授为唯一通讯作者，硕士研究生刘洁为共同第一作者，南华大学为第一单位和通讯单位。论文链接为 https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c05662 。

双酚A（BPA）广泛应用于化工行业，普遍存在于日常塑料制品中，是一种内分泌干扰性化学物质，能在动物体内富集，可导致生殖障碍、癌症和染色体缺陷等疾病，因此，对BPA的有效检测十分重要。双信号检测方法能够结合不同方法的优势，解决单一信号检测结果不准确的问题。然而，由于双信号检测方法需要考虑不同方法的反应条件和不同信号间的相互干扰，因此，其发展和应用受到限制。

图1二维光子晶体双交联超分子水凝胶用于双酚A双信号检测原理示意图

在该项研究成果中，作者以BPA的精准检测为目标，构建了一种光子晶体双交联超分子水凝胶传感方法，利用BPA和叔丁基（t-Bu）与β-环糊精（β-CD）之间的竞争反应，引发光子晶体的光学信号改变和BPA自发荧光增强，实现BPA的比色和荧光双信号检测（图1）。比色和荧光检测体系的检测限分别为1μg mL^- ¹ 和0.001μg mL^-1 （图2）。该传感器具有以下特点：（1）光子晶体的颜色位于可见光区，颜色变化肉眼可见，无需复杂的仪器设备，方便快捷；（2）荧光检测体系利用BPA的自发荧光，无需引入其他荧光标记，节约成本；（3）比色和荧光检测体系可以共用反应条件，不会相互干扰；（4）该水凝胶材料可以反复使用，性能优良。综上，本研究所提出的双信号传感方法为BPA的高效检测提供了新方法，在环境污染监测和治理领域具有重要的应用价值。

图2二维光子晶体双交联超分子水凝胶双模式传感性能图

一直以来，肖福兵副教授课题组聚焦于“典型环境污染物的监测及治理”，取得了一系列的研究成果，积极为保护生态环境、保障人民健康贡献力量。（夏文辉）

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来源：新湖南客户端

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