完成单位：华北电力大学环境科学与工程学院，中国科学院合肥物质科学研究院

完成人：王素华、孙明泰、余欢、闫叶寒、张奎、张亚娇、马芳、余龙、李慧慧、朱后娟

成果简介

气体信使分子和各类活性氧（ROS）物种等在生命过程中发挥着重要的信号传导和生理调节功能。本项目聚焦这些与生命活动密切相关的活性物种的高灵敏检测，基于荧光分析方法的高灵敏实时在线分析的优势，将分子识别原理与荧光增强/比率方法相结合，通过构建荧光开关，表面功能修饰以及金属配合物的荧光功能化等策略，开发了系列针对气体信使分子（H₂S，NO，CO，SO₂）和ROS（HClO，O₃，·OH，NO₂等）高选择性和高灵敏度分析检测的新原理与新方法。所发展的几种方法具有响应时间短、检测限低、抗干扰等优点，能够实现可视化快速检测。这些研究成果在分析检测领域的国内外重要期刊上发表论文21篇，获得授权发明专利6项，引起国内外生化分析和检测领域的关注。

创新点

该系列研究从识别机理的设计、检测灵敏度与选择性的提升、荧光信号输出模式的优化等方面进行突破，将分子识别原理与荧光增强/比率方法相结合，创造性地开发了系列针对气体信使分子和ROS高选择性和高灵敏度分析检测的新原理与新方法，为新型荧光分析检测平台的建立、不同目标物识别原理的设计等方面开拓了重要的思路：

1、针对气体信使分子的高选择性检测，构建了分子结构响应的荧光开关，并通过有机分子功能设计与反应性能调控，建立了新的荧光增强/比率分析体系。

2、发展了荧光纳米材料如量子点、金团簇、碳点等的表面功能修饰以及构建荧光比率新体系的通用方法。

3、基于配位原理，发展了有机金属配合物的荧光功能化新策略。

科学价值

本项目成果为研究气体信使分子和活性氧物种的产生，迁移以及功能作用提供了检测和分析基础，对气体污染的程度和发生也可提供有价值的数据分析，对于生命科学和环境分析的前沿研究具有重要科学意义。

应用前景

该成果中荧光传感分析原理与方法的建立对于生物、环境、食品安全以及医学领域均有潜在的应用前景。基于荧光分析方法的高灵敏实时在线分析的优势，可用于生命过程中活性分子的浓度水平及其动态变化的分析，如探索氧化应激引起的生命过程的变化、疾病的发生和发展，跟踪信使分子的释放及其稳态浓度，探索其更深入的生理作用；可用于构建针对特征环境污染物的光学识别器件，为气体污染物的监测与防控提供基础。此外，该方法还可以用于食品中二氧化硫以及亚硝酸盐等添加剂的分析检测，保障食品安全。