紙質傳感器對不同表面梯恩梯含量變化的可視化顯色效果

　　在國家自然科學基金委、中國-新加坡國際合作重點項目的支持下，中科院合肥物質科學研究院智能所張忠平研究員和王素華研究員(中科院“百人計劃”)領銜的研究團隊，針對包裹表面痕量爆炸物及時、現(xiàn)場檢測這一極具挑戰(zhàn)性的難題，利用量子點優(yōu)越的光學性質，通過對其表面進行爆炸物梯恩梯的識別功能化，設計并構建了可視化紙質傳感器。相關研究結果申報了國家發(fā)明專利，并在國際著名化學期刊《美國化學會志》(J. Am. Chem. Soc.)上發(fā)表。

　　探測可疑包裹、郵件和恐怖分子隱藏在身上的炸藥一直是國際反恐和公共安全領域高度關注的課題。由于硝基爆炸物具有低蒸氣壓和高爆炸性，目前機場安檢主要依賴離子遷移譜和X射線衍射裝備，但難以做到快速、及時和低成本的探測。智能所課題組研究人員設計構建了雙發(fā)射波長的量子點比率熒光探針。探針的綠色熒光易受梯恩梯的影響發(fā)生淬滅，而紅色熒光不受影響，從而發(fā)生從綠色到紅色的顯色反應?？蒲腥藛T利用指紋提取技術，進一步研發(fā)出了方便操作的梯恩梯指示試紙。當信封、合成纖維、包裹、橡皮等表面黏附肉眼看不見的梯恩梯殘留微粒時，用這種試紙簡單擦拭即可顯示顏色變化，靈敏度達到5納克/平方毫米。

　　這項工作得到《美國化學會志》評審人的高度評價，認為“該工作的思想具有很強的創(chuàng)新性，為爆炸物的現(xiàn)場快速檢測提供了新手段，是一項優(yōu)秀和重要的研究工作”。

　　此外，課題組研究人員之前還利用量子點表面配體取代效應構筑出對有機磷農藥高度敏感的熒光開關，實現(xiàn)了對農產品中0.1 ppb級有機磷農殘的快速檢測，該相關成果發(fā)表在美國化學會期刊《分析化學》(Anal. Chem.)上，已經獲得國家發(fā)明專利授權。