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　　【仪表网 研发快讯】肼具有剧毒性、可燃性和高度的爆炸性，鉴于肼对生命健康和公共安全的巨大威胁，实现其快速、高灵敏、可视化现场检测具有重要意义。目前，肼的现场检测存在响应速度慢和抗干扰性差等问题。中国科学院新疆理化技术研究所痕量化学物质感知团队针对这些问题提出了一种探针识别位点与肼分子间非共价相互作用的精确调控策略，成功实现了肼溶液的超快(2-3 s)荧光点亮检测，该工作发表于Cell Rep. Phys. Sci. 2022, 3, 100878。
 

　　金属有机框架(MOFs)得益于多样化的官能团、开放金属位点和光响应位点，在光催化、气体捕获、能量存储和荧光传感等各种领域得到了广泛的探索。研究发现，激发态可以在整个MOFs框架内产生空间移动，而外来基团/金属的引入也有可能参与这一过程。然而，外来基团/金属对电子/能量转移过程的影响机制以及由此产生的性能仍需要系统的研究。
 

　　如何将基于光诱导能量转移(PET)的工程技术有效地融入MOFs的设计和构建中，并实现对水合肼的高性能荧光传感，仍然是一个挑战性的问题。研究团队提出了通过5-羧基荧光素(Flu)对UiO-66-OH进行后修饰得到功能化UiO-66-Flu的制备策略，基于PET机制实现了对水合肼的高灵敏、快速荧光检测。具体为：通过Flu对UiO-66-OH表面的功能化修饰，在UiO-66-Flu的电子结构中引入了外部耦合轨道，从而产生PET过程使UiO-66-Flu本征蓝色荧光减弱。UiO-66-Flu检测肼后产物绿色荧光的可视化识别性能明显增强，对肼的灵敏度显著提高。此外，研究发现UiO-66-Flu中的Zr6O6团簇有效降低了肼识别反应的势垒，从而将肼的检测限(LOD)提高到27.17 nM，响应时间缩短到4 s(裸眼)。通过将UiO-66-Flu嵌入具有丰富孔隙的PVDF薄膜中，构建了UiO-66-Flu/PVDF薄膜传感器，在模拟实际应用场景中快速检测气态肼方面显示出诱人潜力。
 

　　该工作开发了一种基于PET机制的后修饰功能化UiO-66-Flu，实现了对水合肼的超灵敏、快速、现场检测，为功能化金属有机框架材料在痕量化学传感的应用开发提供了新方案。
 

　　相关研究成果以“Fluorophore Branching Boosted Photo-induced Energy Transfer in UiO-66 for Ultrasensitive and Instant Hydrazine Sensing”为题发表于Journal of Materials Chemistry A，新疆医科大学联合培养硕士研究生罗莹为第一作者，新疆医科大学姚军教授、中国科学院新疆理化所雷达副研究员和窦新存研究员为通讯作者。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、新疆自然科学基金、天山创新团队、中央引导地方科技发展项目和国家市场监管重点实验室(易制爆危险化学品)等项目资助。
 

　　图：通过对MOFs后修饰，提出了一种基于光诱导能量转移的功能化UiO-66-Flu用于检测水合肼的设计策略