合肥研究院智能手機傳感平臺構筑及可視化定量分析研究獲進展

中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所研究員蔣長龍團隊在基于熒光試紙的智能手機傳感平臺構筑及可視化定量分析方面取得系列進展，相關研究成果相繼發表在ACS Applied Materials & Interfaces和ACS Sustainable Chemistry & Engineering上。

圖1 基于比率熒光試紙的智能手機傳感平臺對血清中谷胱甘肽水平的監測用于人體健康預判示意圖及期刊封面

如何實現對目標物快速便捷及實時可靠的現場檢測具有實際意義。近年來，基于比率熒光的試紙傳感器由于其便攜性、響應快速、靈敏度高及可視化分析等優點受到關注。熒光試紙避免了實驗室儀器的使用以及復雜耗時的樣品前處理過程，此外，相比于單色熒光傳感器，由于其包含了兩種不同發射波長的熒光，可通過發射強度比來提供對環境影響的內置校正，提高了檢測的準確性。然而，該分析過程仍依賴于手持式紫外燈和黑暗的環境條件，一般只能實現半定量檢測，制約了在野外或資源受限場所進行實時準確的現場監測。

研究人員基于3D打印制備的小型集成式裝置，并結合比率熒光試紙及智能手機構筑了便攜式智能手機傳感平臺，實現了實時、可視化及定量檢測目標物。以農藥殘留福美雙和谷胱甘肽為研究對象，該平臺實現實時可靠的傳感。相比于單獨的試紙傳感器，該傳感平臺通過集成光學元器件避免了手持式紫外燈的使用及對檢測環境的要求。此外，引入手機顏色識別器軟件，利用熒光試紙條的RGB值與分析物濃度之間的線性關系實現目標物的現場實時及準確可靠的檢測，為食品/藥品監管，環境監測及健康診斷等方面提供了有效的傳感策略。

圖2 便攜式智能手機傳感平臺可視化檢測農殘福美雙示意圖

該研究工作得到了國家自然科學基金項目、國家重點研究計劃項目和安徽省重點研究與開發計劃項目的支持。