Qianqian Liu, Rongrong Huang, Jiaqi Tang, Helan Zhang*, Mei Liu*, and Yu Fang*. Anal. Chem., 2024, 96, 2559-2566.
植物生长调节剂（PGR）是广泛应用于农业和园艺的天然或人工物质，用于调节植物的生长发育。适当使用PGR可以帮助最大限度地提高作物产量、质量和对环境压力的抵抗力。乙烯利（ETH）是一种应用广泛的植物抗衰老活性物质，它通过释放乙烯在植物体内发挥作用，加速作物的成熟、脱落和衰老。然而，最大限度地发挥ETH的效益取决于适当的剂量和使用时间，因为不当使用可能导致作物毒性富集和过量残留，这对食品安全和环境健康构成重大威胁。事实上，ETH的现场和实时可靠检测已经得到了广泛的关注。
目前，由于ETH分子量低、极性高、挥发性弱、缺乏颜色，现场和实时有效检测仍然是一个挑战。早期的气相色谱(GC)技术通过测定乙烯的释放量或甲基膦酸的产生量来间接定量ETH。此外，还建立了液相色谱法、分光光度法、质谱法和电化学法。然而，这些方法不仅繁琐、耗时、功耗高、价格昂贵，所以排除了现场和实时使用的可能性。薄膜荧光传感器（FFSs）是一类新型的化学传感器，具有可设计性高、功耗低、体积小、操作方便、成本低、无污染等特点。此外，由于传感材料激发态特性固有的微环境敏感性，FFSs通常具有高灵敏度和快速响应。事实上，在迅速侦测和识别隐藏的爆炸物、毒品、挥发性有机化合物以及其他有毒和危险化学品方面，FFSs具有巨大潜力。
图1 (a) 液-液界面和气-液界面纳米膜的合成；(b) 纳米膜形成过程中的动态共价反应；(c) 在潮湿空气/DMSO界面上制备纳米膜的基本结构和示意图
本研究开发了基于纳米膜的荧光膜传感器(FFS)，实现了对气相中ETH的高效检测，检测限(DL)为0.2 ppb，响应时间小于10 s，且几乎不受干扰。传感器不同寻常的传感性能归因于纳米膜与ETH的特殊结合及其巨大的孔隙率，这使得有效的层传质成为可能。此外，还实现了基于可视化的定性感知。纳米膜是传感器的关键组成部分，在潮湿空气/DMSO界面上制备。所使用的构建块是特别设计的荧光邻碳硼烷衍生物(CB-2CHO)和具有三个酰肼基团的交联剂BTN。制备的纳米膜具有柔韧性、均匀性、厚度可调、光化学超稳定性等特点。我们相信，我们的努力不仅解决了现场和实时检测ETH的挑战性问题，而且为通过传感膜创新开发新的FFS提供了另一条途径。
图2. (a) 传感装置示意图，主要由供气装置、纳米膜传感器和数据采集系统三部分组成; (b) ETH处理前后纳米膜的荧光发射光谱; (c) 反应轨迹的详细含义; (d) 采样时间优化; (e) 传感器对不同浓度ETH蒸气的响应，每次测量重复5次，插入的照片显示了响应强度与分析物蒸气浓度值之间的线性关系; (f) 基于纳米膜的传感器在60个周期连续测试后的再现性
第一作者：陕西师范大学硕士研究生刘倩倩
通讯作者：陕西师范大学房喻院士、刘梅副教授、张荷兰高级工程师
全文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.analchem.3c04999
