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本研究成功合成了一种高荧光的芘紫精衍生物（PyV²⁺·X，X=PF₆^-、Cl^-），并将其共价接枝到纳米SiO₂表面，构建了一种高灵敏度、高选择性的荧光纳米传感器（SiO₂-PyV²⁺·PF₆^-），用于检测苦味酸（PA）。该传感器利用紫精与PA之间的静电相互作用和电子转移机制，在有机相和水相中均表现出优异的检测性能，检测限低至10^-9 M级别，且具有良好的抗干扰性和可重复使用性。研究进一步将该纳米探针制成手持式固态荧光传感板，实现了复杂水环境中PA的肉眼可视化检测，为PA的现场监测提供了便携、高效的解决方案。

背景介绍

苦味酸（PA）作为一种高爆炸性、高毒性的硝基芳香化合物，广泛应用于工业、医药等领域，但其易溶于水、易污染土壤和地下水，对环境和人体健康构成严重威胁。传统检测方法（如色谱、光谱、电化学等）常依赖昂贵仪器、专业操作，且不适合现场或水相检测。近年来，有机小分子荧光探针因其高灵敏度、快速响应和操作简便而受到关注。紫精类化合物具有良好的电子受体能力和可逆氧化还原特性，但传统紫精荧光较弱，限制了其在光学传感中的应用。通过引入强荧光基团（如芘）构建荧光增强型紫精衍生物，可提升其光学性能。另一方面，纳米荧光传感器凭借高比表面积、可调表面化学和良好的光物理性质，成为提升传感性能的重要平台。纳米SiO2因其低成本、高稳定性、表面富含羟基易于功能化等特点，是理想的荧光探针载体。将荧光紫精分子固定于SiO2表面，不仅能提高探针的分散性、稳定性和可重复使用性，还能通过空间限域效应减少荧光自淬灭，增强检测灵敏度。

文章亮点

  1.分子设计与合成创新：成功合成具有强荧光、高量子产率（~11%）和长荧光寿命（~15 ns）的芘紫精衍生物（PyV2+·X），突破了传统紫精荧光弱的限制。

  2.纳米复合传感平台构建：通过硅烷化学将PyV2+·PF6-共价接枝于纳米SiO2表面，构建了SiO2-PyV2+·PF6-荧光纳米传感器，实现了荧光探针的固载化与稳定化。

  3.超灵敏、双相检测能力：在甲醇相中，检测灵敏度较游离PyV2+·Cl-提升43倍(LOD = 1×10-8 M)。在水相中，同样实现高灵敏度检测(LOD = 6×10-9 M)，且适用于宽pH范围(2–11)和高盐环境。

  4.优异的选择性、抗干扰性与可重复使用性：对PA表现出高度特异性响应，其他硝基芳香化合物（如TNT、DNT等）干扰极小。传感器可通过简单离心回收，重复使用多次后仍保持>80%的荧光强度。

  5.便携式固态传感应用：将SiO2-PyV2+·PF6-掺杂于硅胶板中，制成手持式固态荧光传感板，可在紫外灯下实现PA的裸眼可视化检测，适用于现场快速筛查。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.171991