江汉大学阳仁强教授/王迅昶副教授团队 AFM：双通道便携式荧光-水凝胶硝基爆炸物检测平台

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开发用于现场识别的简单可靠的硝基爆炸物传感器对于解决公共安全问题和推动传感技术进步至关重要。目前限制现场爆炸物检测技术发展的主要原因之一是检测过程的复杂性。荧光探针因其可视化等优势更适合现场检测需求，然而，如何设计并实现一款集简单、快速、便携等多重优势于一体的荧光传感器，以充分发挥其在硝基炸药现场鉴定与检测中的实际应用，仍是一个亟待攻克的重大技术挑战。

图1 柔性水凝胶传感平台的构建及检测2,4,6-三硝基苯酚的原理图。

近期，江汉大学光电材料与技术学院阳仁强教授与王迅昶副教授开发一种基于3,4-二(4-(1,2,2-三苯基乙烯基)苯基)噻吩(TPE-Z)和甲基红的双通道柔性水凝胶传感平台（图1），能同时利用荧光/比色通道对2,4,6-三硝基苯酚（PA）进行特异性响应（图2）。该双通道传感器具有良好的抗干扰能力，可克服传统单发射荧光传感器容易受传感器局部浓度、背景和环境的影响。利用多段式标准浓度曲线，该传感器可对目前常用爆炸物及衍生物进行定性识别，具有良好的预警效果。

图2 荧光/比色双通道水凝胶传感示意图。

 图3 基于智能手机的现场检测爆炸物的示意图。

此外，将双通道荧光探针与智能手机相结合，利用手机优异的摄影功能和数字图像的处理能力，实现对微量分析物的高灵敏识别（图3）。随后进一步利用逻辑门技术快速识别爆炸物，实现了更为便捷的现场定性检测管理（图4）。

图4 制备的水凝胶传感器阵列检测PA的示意图

这项工作为未来便携式硝基爆炸物的特异性检测平台的集成化提供启发性见解，也为多通道荧光传感器的开发提出设计新思路。相关研究在《Advanced Functional Materials》发表题为“Ultrasensitive and On-Site Detection of Nitroaromatic Explosives Through a Dual-Mode Hydrogel Sensor Utilizing Portable Devices”的研究论文，江汉大学联合培养研究生张家伟为第一作者，王迅昶副教授与阳仁强教授为论文共同通讯作者。本工作也得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金、湖北省自然科学基金、精细爆破国家重点实验室专项资金资助等项目的支持。

原文链接：

https://doi.org/10.1002/adfm.202402442

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