2023年CAIA獎二等獎：面向公共安全的芬太尼類毒品與放射性核素現場快速檢測新方法研究
完成單位：西南科技大學1、中國空氣動力研究與發展中心高速空氣動力研究所2
完成人：何毅1、陶洋2、王元靖2、劉大偉2、于海利1、林穎1 、崔云怡1
成果簡介：芬太尼類毒品因其成本低、藥效強、成癮性強等特點，造成了大量的人員死亡，引發了嚴重的全球性公共安全問題。另外一方面，發生核災難時，放射性核素將快速釋放到環境之中，會造成嚴重的危害。
現有芬太尼類毒品與放射性核素的檢測方法主要依靠儀器分析，存在成本高、儀器體積大、檢測周期長等問題。本研究采用孟加拉玫瑰紅、2, 2′-聯氨-雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二胺鹽、雙(2,4,6-三氯苯基)草酸酯（TCPO）、偶氮砷III 功能化納米金、5, 5''-氧雙(2',3',6',7'-四羥基-3H-螺[異苯并呋喃-1,9'-氧雜蒽]-3-酮)、微米氣泡作為比色可視化分析探針，基于氫鍵/鹵素鍵協同識別作用、表面活性劑直接參與生色反應、化學誘導電子交換、鈾-氧配合作用及碘催化過氧化氫分解等新原理，建立了針對芬太尼、去甲芬太尼、鈾酰離子、放射性碘的比色可視化分析新方法、試紙與便攜式檢測裝置，實現了水樣、食品、尿液等環境中芬太尼毒品、鈾酰與放射碘的現場快速檢測。
創新點及科學價值：1）利用芬太尼與孟加拉玫瑰紅分子之間的氫鍵、鹵素鍵協同識別作用，實現了各種水樣中芬太尼的快速、靈敏及選擇性可視化檢測；2）通過TCPO與過氧化氫反應生成壽命草酸雙氧自由基，其與顯色底物之間的電子交換反應過程，誘導發生顯色反應，實現了尿液中去甲基芬太尼的比色可視化檢測；3）建立了甲酸輔助鈾酰光分解用于鈾酰離子比色可視化分析的新方法，實現了實際水環境中鈾酰離子的檢測；4）發現了UO22+具有過氧化物模擬酶的特性，并由此建立了針對UO22+的比色可視化分析新方法，實現了對其現場可視化檢測。相關研究工作不但拓展了顯色反應的種類，建立針對芬太尼類毒品與放射性核素現場快速檢測新方法，還加深了人們對芬太尼類毒品與放射性核素基礎化學性質的認識。
社會經濟效益：本研究針對芬太尼類毒品與放射性核素的現場快速檢測方法，將在維護公共安全方面發揮重要作用，具有顯著的社會經濟效益。一是該檢測方法可以為現場緝毒提供快速簡單的解決方案，對于快速檢查出入境貨物，查獲毒品具有重要意義；二是該裝備和試紙條符合禁毒裝備的發展趨勢，填補國內現場芬太尼類毒品快速檢測的空白。
其次，放射性鈾酰、碘檢測試紙條在核災難情況下，能夠實現鈾酰、碘的現場快速檢測。該試紙條可以實現大面積監測環境中的放射性鈾酰、碘含量，從而及時發現并控制污染物的擴散；
應用前景：本研究相關成果現已申請國家發明專利，其應用前景較為明朗。芬太尼類毒品相關的檢測設備和試紙條未來將主要應用于海關、機場、公安等部門。同時我國現有鈾礦數量大約有1000多個，大陸在運核反應堆有55臺以上，預計未來幾年核反應堆的數量還會持續增加。放射性鈾酰、碘檢測產品可應用于此場景。
