輕工學院李志健教授團隊在智能檢測領域發(fā)表系列研究成果

近日，我校輕工科學與工程學院（柔性電子學院）李志健教授團隊姜慧娥副教授圍繞實時可視化智能監(jiān)測材料及其應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。

熒光探針可以對特定的分子或環(huán)境變化做出高靈敏度的反應，在特定條件下會發(fā)出熒光信號，通過智能手機顏色識別程序捕捉熒光變化對分析物進行定性及定量分析，為實時可視化智能監(jiān)測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，該膜集成了實時可視化新鮮度監(jiān)測、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構和蠟組成的外表面得到顯著增強，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)。抗氧化能力從14%提高到58.6%，紫外光幾乎完全被阻斷。C-CPQ1對細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別的熒光防偽性能。將智能手機技術與C-CPQ1相結合，可以在自然光下對食品腐敗進行超靈敏、快速和實時的視覺監(jiān)控。C-CPQ1薄膜已被應用于食品（肉類）的保存， 可將肉糜包裝在 4℃和 40% 濕度條件下的保質期延長至 5 天，比傳統(tǒng)的 PE 包裝膜延長了2天。這些結果表明，多功能C-CPQ1薄膜作為食品包裝具有廣闊的應用前景。

相關成果以“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。陜西科技大學為論文第一通訊單位，輕工科學與工程學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)測食物新鮮度和飲用水中的Cu²⁺

基于香豆素設計了化學傳感器(CMIA)，CMIA對銅離子具有良好的選擇性和靈敏度，CMIA與Cu²⁺形成化學穩(wěn)定的絡合物CMIA-CU，能夠選擇性識別H₂S，檢測限為0.562 μM。將CMIA和CMIA-CU負載到纖維濾紙上，制備生物質紙基熒光材料CMIA-FP和 CMIA-CU-FP。將CMIA-FP應用于自來水銅離子檢測，采用加標法，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，通過顏色識別手機應用程序讀取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，根據顏色變化來檢測食物生鮮度，顏色識別器讀取在不同時間傳感器的R、G和B值，CMIA-CU-FP的R-G值與儲存時間呈良好的線性關系。

相關成果以“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。陜西科技大學為論文第一通訊單位，輕工科學與工程學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UFP-BP對實際尿液樣品中尿素含量的定量、可視化檢測

報道了一種非侵入性、無需預稀釋、環(huán)境友好、操作簡單、低成本、能夠實時、定量和可視化居家監(jiān)測尿液中尿素濃度的紙基熒光傳感平臺，結合智能手機顏色識別軟件對R、G、B值進行分析，實現了對尿素實時、便捷的家庭監(jiān)測。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的熒光強度在大鼠患病第一天最弱，從第二天到第四天逐漸增強，與紫外線下UFP-BP的R、G、B分析結果一致。此外，為了評估對人體尿液中尿素含量監(jiān)測的應用潛力，作者研究了UFP-BP對人工尿液模擬液中不同尿素濃度的響應。R、G、B分析結果表明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系。因此，所提出的紙基熒光傳感平臺UFP-BP適用于定量檢測尿液中的尿素。該研究為尿素的家庭監(jiān)測提供了新的范例，對未來食品質量評估、氮代謝疾病早期預警和臨床診斷的發(fā)展具有積極意義。

相關研究成果以“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。陜西科技大學博士研究生陳立娟為本論文的第一作者。

（核稿：劉國棟 編輯：劉倩）