具有可调发光和余辉现象的Ln-MOF基水凝胶薄膜用于氧氟沙星的可视化检测和防伪应用

张明 2024-05-14

近年来抗生素污染已成为全球关注的重点问题。氟喹诺酮类抗生素，特别是氧氟沙星（OFX），在养殖业中常被用作预防和治疗药物，但过量和不合理的使用使得OFX不仅污染水体，还会残留在禽肉之中，进而导致出现一系列的环境和食品安全问题。因此，迫切需要开发出一种具备对极低浓度OFX有高选择性、低检测限、极速的可视化传感检测材料。

镧系金属有机框架（Ln-MOFs）因其独特的性能已在发光传感领域取得了一系列优异的成果。但大多数研究都是通过向MOF悬浮液中添加分析溶液来进行检测，因此难以实现对食品样品中的OFX进行可视化检测，而且检测结果无法长期保存，这也限制了MOF基传感材料的发光检测的优势。

基于上述背景，来自新西伯利亚国立大学（NSU）和俄罗斯科学院西伯利亚分院无机化学研究所（NIIC）的Fedin院士团队设计并构筑了一种新型二维Ln-MOF（NIIC-2-Ln）。NIIC-2-Ln通过发光淬灭对OFX不仅表现出高选择性，还具有迄今为止报道的最低检测限（1.1×10^-9M），并可以在6 s内快速响应。此外，NIIC-2-Tb对OFX的发光检测不受血浆和尿液中典型成分的影响。值得一提的是，为了进一步论证NIIC-2-Tb的实时快速检测应用，该团队提出通过结合NIIC-2-Tb的检测优势和卡拉胶水凝胶的柔性特性，制备了功能复合传感材料NIIC-2-Tb@CRG。为检测肉类中的OFX提供随时随地的便携式可视化检测解决方案，检测结果可长期记录保存。此外，还开发了一系列多色发光双金属掺杂的NIIC-2-Ln@CRG，并首次观察到MOF基水凝胶显著的余辉特性，并在此基础上提出了两种高度可行的防伪解决方案。

综上所述，这项研究不仅提出了新的Ln-MOF材料和基于Ln-MOF的水凝胶薄膜用于OFX的发光传感，还展示了具有余晖的可调色发光薄膜，这扩大了复合发光材料在检测和防伪中的应用范围。

NIIC-2-Ln的结构及发光性能

NIIC-2-Tb对氧氟沙星的传感检测能力评估(a-e)及作用机理(f-k)

用于可视化检测的OFX的复合薄膜NIIC-2-Tb@CRG的制备方法(a,b)及对不同浓度OFX的可视化检测结果(c,d)

所制备的复合薄膜材料NIIC-2-Eu _x Tb _1− x @CRG的特点(a)、余晖现象(b)及余晖产生原因(c-h)

两种防伪方案

本工作发表于Advanced Materials, 2024: 2311939。本文主要实验工作由Fedin团队博士于晓林完成，通讯作者为Vladimir P. Fedin院士，本研究得到俄罗斯科学基金、俄罗斯联邦科学和高等教育部的支持。于晓林博士感谢国家留学基金委对其在新西伯利亚国立大学研究的资助。感谢俄罗斯科学院西伯利亚分院西伯利亚超级计算机中心提供的超级计算机设施。

内容来源：网络

责任编辑：展源

审　　核：何发

具有可调发光和余辉现象的Ln-MOF基水凝胶薄膜用于氧氟沙星的可视化检测和防伪应用

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