輕工學(xué)院李志健教授團(tuán)隊(duì)在智能檢測(cè)領(lǐng)域發(fā)表系列研究成果

近日，我校輕工科學(xué)與工程學(xué)院（柔性電子學(xué)院）李志健教授團(tuán)隊(duì)姜慧娥副教授圍繞實(shí)時(shí)可視化智能監(jiān)測(cè)材料及其應(yīng)用開展了一系列研究工作，在Nano Today（IF = 13.2）、Journal of Hazardous Materials（IF = 12.2）、Advanced Healthcare Materials（IF = 10.0）等期刊上發(fā)表了系列研究論文。

熒光探針可以對(duì)特定的分子或環(huán)境變化做出高靈敏度的反應(yīng)，在特定條件下會(huì)發(fā)出熒光信號(hào)，通過智能手機(jī)顏色識(shí)別程序捕捉熒光變化對(duì)分析物進(jìn)行定性及定量分析，為實(shí)時(shí)可視化智能監(jiān)測(cè)材料提供了一種新策略。

抗菌、抗氧化和紫外屏蔽多功能C-CPQ1薄膜

受天鵝羽毛超疏水性的啟發(fā)，利用可持續(xù)材料CMC/PVA制備了一種具有優(yōu)異的阻水性多功能C-CPQ薄膜，該膜集成了實(shí)時(shí)可視化新鮮度監(jiān)測(cè)、熒光防偽和食品保鮮（抗菌、抗氧化和紫外屏蔽）多功能于一體。CMC/PVA的疏水性和抗水蒸氣性通過模擬羽毛倒刺紋理結(jié)構(gòu)和蠟組成的外表面得到顯著增強(qiáng)，C-CPQ的接觸角從21° 提高到138°，水蒸氣透過率從2655.13 g/ (m²*d)下降到1196.93 g/ (m²*d)?？寡趸芰?4%提高到58.6%，紫外光幾乎完全被阻斷。C-CPQ1對(duì)細(xì)菌具有良好的抗菌活性。此外，C-CPQ1 薄膜在明暗條件下都具有可識(shí)別的熒光防偽性能。將智能手機(jī)技術(shù)與C-CPQ1相結(jié)合，可以在自然光下對(duì)食品腐敗進(jìn)行超靈敏、快速和實(shí)時(shí)的視覺監(jiān)控。C-CPQ1薄膜已被應(yīng)用于食品（肉類）的保存， 可將肉糜包裝在 4℃和 40% 濕度條件下的保質(zhì)期延長(zhǎng)至 5 天，比傳統(tǒng)的 PE 包裝膜延長(zhǎng)了2天。這些結(jié)果表明，多功能C-CPQ1薄膜作為食品包裝具有廣闊的應(yīng)用前景。

相關(guān)成果以“Swan-feathers inspired smart-responsive sustainable carboxymethyl cellulose/polyvinyl alcohol based food packaging film for robustly integrated intelligent and active packaging”為題發(fā)表在Nano Today, 2024, 56, 102272（IF = 13.2）上。陜西科技大學(xué)為論文第一通訊單位，輕工科學(xué)與工程學(xué)院碩士研究生趙素秋為本論文的主要完成人。

CMIA-FP和CMIA-CU-FP可視化監(jiān)測(cè)食物新鮮度和飲用水中的Cu²⁺

基于香豆素設(shè)計(jì)了化學(xué)傳感器(CMIA)，CMIA對(duì)銅離子具有良好的選擇性和靈敏度，CMIA與Cu²⁺形成化學(xué)穩(wěn)定的絡(luò)合物CMIA-CU，能夠選擇性識(shí)別H₂S，檢測(cè)限為0.562 μM。將CMIA和CMIA-CU負(fù)載到纖維濾紙上，制備生物質(zhì)紙基熒光材料CMIA-FP和 CMIA-CU-FP。將CMIA-FP應(yīng)用于自來水銅離子檢測(cè)，采用加標(biāo)法，將不同濃度的自來水樣滴加到CMIA-FP上，在自然光下觀察傳感器的顏色變化，通過顏色識(shí)別手機(jī)應(yīng)用程序讀取CMIA-FP的R、G和B值。銅離子濃度與B值呈良好的線性關(guān)系。將CMIA-CU-FP放置于盛有雞胸肉和蝦肉的培養(yǎng)皿中，將培養(yǎng)皿置于恒溫恒濕箱中72h，每24h記錄傳感器顏色變化，CMIA-CU-FP的顏色從深紅色變?yōu)樯铧S色，根據(jù)顏色變化來檢測(cè)食物生鮮度，顏色識(shí)別器讀取在不同時(shí)間傳感器的R、G和B值，CMIA-CU-FP的R-G值與儲(chǔ)存時(shí)間呈良好的線性關(guān)系。

相關(guān)成果以“All-in-one strategy for the nano-engineering of paper-based bifunctional fluorescent platform for robustly-integrated real-time monitoring of food and drinking-water safety”為題發(fā)表在Journal of Hazardous Materials, 2024, 467, 133735（IF=12.2）上。陜西科技大學(xué)為論文第一通訊單位，輕工科學(xué)與工程學(xué)院碩士研究生張倩為本論文的主要完成人。

紙基熒光傳感平臺(tái)UFP-BP對(duì)實(shí)際尿液樣品中尿素含量的定量、可視化檢測(cè)

報(bào)道了一種非侵入性、無需預(yù)稀釋、環(huán)境友好、操作簡(jiǎn)單、低成本、能夠?qū)崟r(shí)、定量和可視化居家監(jiān)測(cè)尿液中尿素濃度的紙基熒光傳感平臺(tái)，結(jié)合智能手機(jī)顏色識(shí)別軟件對(duì)R、G、B值進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)了對(duì)尿素實(shí)時(shí)、便捷的家庭監(jiān)測(cè)。將患有急性腎損傷（AKI）的大鼠尿液滴加到UFP-BP上后，觀察到UFP-BP的熒光強(qiáng)度在大鼠患病第一天最弱，從第二天到第四天逐漸增強(qiáng)，與紫外線下UFP-BP的R、G、B分析結(jié)果一致。此外，為了評(píng)估對(duì)人體尿液中尿素含量監(jiān)測(cè)的應(yīng)用潛力，作者研究了UFP-BP對(duì)人工尿液模擬液中不同尿素濃度的響應(yīng)。R、G、B分析結(jié)果表明UFP-BP的G值與人工尿液模擬液中的尿素濃度間存在良好的線性關(guān)系。因此，所提出的紙基熒光傳感平臺(tái)UFP-BP適用于定量檢測(cè)尿液中的尿素。該研究為尿素的家庭監(jiān)測(cè)提供了新的范例，對(duì)未來食品質(zhì)量評(píng)估、氮代謝疾病早期預(yù)警和臨床診斷的發(fā)展具有積極意義。

相關(guān)研究成果以“Nano-engineered non-enzymatic paper-based fluorescent platform for pre-dilution-free and visual real-time home-monitoring of urea for early-warning of abnormal nitrogen-based unhealthy issues”為題發(fā)表在Advanced Healthcare Materials, 2024, 2402009（IF=10.0）上。陜西科技大學(xué)博士研究生陳立娟為本論文的第一作者。

（核稿：劉國(guó)棟 編輯：劉倩）