近期，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所能源材料與器件制造研究部蔣長龍研究員團隊在實時同步可視化檢測亞硝酸鹽方面取得新進展。相關研究成果以“Multi-deformable interpenetrating network thermosensitive hydrogel f luorescent device for real-time and visual detection of nitrite”為題發(fā)表在Journal of Hazardous Materials (J. Hazard. Mater., 2024, 478,135471)上。

亞硝酸鹽（NO2-）被用作食品中的典型添加劑，但攝入人體后會導致血紅蛋白在血液中可逆轉化，從而損害氧轉運系統(tǒng)。此外，它還會與體內的仲胺發(fā)生反應形成致癌N-亞硝胺。為了保護人體健康，世界衛(wèi)生組織規(guī)定飲用水中NO2-的最大劑量為1.0 mg/L，肉制品中NO2-的含量不能超過30 mg/kg。但目前亞硝酸鹽的檢測通常存在檢測程序繁瑣、儀器費用高、視覺半定量能力差或耗時長等問題，亟需進一步提升檢測方法與檢測手段。

鑒于此，固體所研究人員開發(fā)了一種功能化的摻雜熒光探針的熱敏水凝膠，以靈敏地獲取NO2-信息。功能化的金納米團簇（Au NCs）和生物質碳點（BCDs）復合材料被摻入泊洛沙姆（P407）、木質素和纖維素構建的水凝膠的多網絡結構中，交聯(lián)的P407、木質素和纖維素賦予了多網絡水凝膠優(yōu)異的多孔網絡結構，使得熒光水凝膠表現出獨特的熒光響應行為和操作穩(wěn)定性。這種新型Au NCs/LCG-P407熒光水凝膠能夠優(yōu)化便攜高效的器件策略，為進一步開發(fā)食品安全中環(huán)境和危險物質檢測傳感平臺提供基礎。研究人員進一步將該熱敏水凝膠傳感器與智能手機的顏色識別器相結合，實現了對環(huán)境水體中NO2-的可視化定量檢測。

該項研究工作得到了國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃、安徽省自然科學基金和安徽省重點研究與開發(fā)計劃的支持。

文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.135471

圖1. Au NCs/LCG-P407 熒光水凝膠檢測NO2-的示意圖。

圖2. 四種不同水凝膠的SEM數據：(A) Poloxamer 407 ，(B)木質素，(C)纖維素，(D) LCG-P407；(E) 不同水凝膠的透明度；(F) 不同水凝膠的失水率測試；(G) 不同水凝膠的溶脹動力學實驗測試；(H) 不同水凝膠的熱重數據表征；(I) 不同水凝膠的zeta數據表征；(J) 激光共聚焦顯微鏡照片：LCG-P407水凝膠和Au NCs/LCG-P407 @水凝膠對細菌的作用；(K) LCG-P407水凝膠和Au NCs/LCG-P407 @水凝膠大腸桿菌抗菌實驗示意圖。