近期，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能機(jī)械研究所特聘研究員張忠平領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在納米熒光試紙的制備原理與可視化檢測(cè)方法的研究中取得新進(jìn)展，成功制備了劑量敏感的顏色連續(xù)演變熒光試紙，獲得了類(lèi)似經(jīng)典pH試紙的定性定量可視化效果，并成功將其應(yīng)用于環(huán)境中砷離子[As(III)]的檢測(cè)。相關(guān)成果發(fā)表在美國(guó)化學(xué)會(huì)Analytical Chemistry上。

　　盡管經(jīng)典pH試紙和驗(yàn)孕試紙已經(jīng)被廣泛商業(yè)化使用，然而幾十年來(lái)這種染料吸收試紙一直無(wú)法普及應(yīng)用到其他分析檢測(cè)領(lǐng)域。張忠平領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期以來(lái)致力于納米熒光發(fā)射試紙的研制，將可視化試紙技術(shù)拓展到環(huán)境、醫(yī)藥、食品、疾病診斷和公共安全等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)、快速、低成本和便攜式檢測(cè)（J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 8424； Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 5602等）。

　　熒光比色試紙借助簡(jiǎn)單紫外燈通過(guò)肉眼觀測(cè)試紙亮度和顏色的變化來(lái)確定目標(biāo)分析物的存在和含量。通常情況下，人眼對(duì)顏色變化的敏感性遠(yuǎn)大于對(duì)亮度變化的敏感性，因此一個(gè)理想的定量可視化試紙應(yīng)該具有顏色響應(yīng)的能力。然而，獲得劑量敏感的寬范圍熒光顏色的連續(xù)演變一直是熒光比色試紙難以逾越的障礙。在該項(xiàng)研究中，敏感的碲化鎘紅色量子點(diǎn)作為檢測(cè)探針和青色碳點(diǎn)作為內(nèi)標(biāo)探針，通過(guò)非等比例的混合，有效避免了中間色的生成，獲得了“紅綠藍(lán)”三基色的比率熒光探針，使探針達(dá)到了從紅色到青色的寬顏色范圍變化。將探針混合溶液通過(guò)噴墨打印的方法印刷到濾紙上，制備出了一種高質(zhì)量的熒光比色試紙，實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境中砷離子的定性定量檢測(cè)。該試紙?jiān)诓煌瑒┝康纳殡x子存在下，呈現(xiàn)出寬的連續(xù)的熒光顏色變化(從最初的桃紅色逐漸變成粉紅色、橘黃色、卡其色、淡黃色、黃綠色，最終至青色)。即使低至5 ppb的As(III)溶液滴在試紙上也可以用肉眼清晰地辨別出其熒光顏色改變，低于世界健康組織規(guī)定的飲用水中10 ppb的As(III)檢測(cè)限，驗(yàn)證了該試紙?jiān)诤⒆詠?lái)水等實(shí)樣檢測(cè)中的有效性。該研究為發(fā)展熒光試紙?jiān)诃h(huán)境、醫(yī)藥、食品、疾病診斷及公共安全等領(lǐng)域中的應(yīng)用提供了新的思路和方法。

　　該項(xiàng)目得到了國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃、中新合作項(xiàng)目及國(guó)家基金委等項(xiàng)目的支持。

圖1：多色演變的劑量敏感型熒光比率試紙的設(shè)計(jì)原理及對(duì)砷離子的可視化檢測(cè) 

圖2：多色比率熒光試紙對(duì)自來(lái)水、湖水等實(shí)樣水中砷離子的檢測(cè)