2025年中國分析測試科學獎一等獎：痕量氣態(tài)有機危害物的熒光傳感材料開發(fā)與實際應用
完成單位：中國科學院化學研究所，山東大學，山東省分析測試中心
完成人：車延科，鞏彥君，郭永先，籍宏偉，趙進才，胡瓊政，車曉甄，廖成龍，孫儷珊
成果簡介：熒光傳感器具有簡便、快速、便攜化、高靈敏度和高選擇性的特點，可充分利用有機合成方法制備新型傳感材料，實現選擇性分子識別。但是當前熒光傳感器存在光穩(wěn)定性差、結構可控性差、規(guī)模化程度低等問題，限制了其商業(yè)化應用。針對這些問題，申請人團隊在有機熒光傳感領域取得了系列突破，包括：（1）提出了包括共組裝光穩(wěn)定能量受體策略和本征光穩(wěn)定的給受體（D-A）分子組裝傳感材料的方法，實現了高光穩(wěn)定性傳感材料的制備；（2）開發(fā)了活性種子自組裝新方法，實現了分子排列和聚集體尺寸、形貌的精確控制；（3）開發(fā)了多種高性能的便攜式熒光傳感裝置，結合自主研發(fā)的傳感材料實現了商業(yè)應用，取得了很好的經濟效益。項目團隊自2019年以來發(fā)表包括J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.等高水平SCI論文23篇；授權國家發(fā)明專利9項；主持包括青年科學基金項目（A類）、國家重點研發(fā)子課題等國家級項目3項。
創(chuàng)新點及科學價值：
（1）本成果針對有機熒光傳感材料的光穩(wěn)定性差的難題，提出了兩種有效解決策略：通過引入少量光穩(wěn)定能量受體與現有傳感材料共組裝，在不影響原有傳感性能的前提下，顯著提升了材料的光穩(wěn)定性與發(fā)光效率，已成功用于爆炸物和化學戰(zhàn)劑檢測；設計合成兼具高效分子識別能力和本征光穩(wěn)定特性的新型給受體分子，實現了對芥子氣、有機硫化物等高靈敏和高選擇性檢測。
（2）基于有機小分子的活性自組裝策略實現對晶體材料分子排列和維度尺寸的納米級精確調控，解決了材料商業(yè)化設備中傳感性能重復性差的關鍵問題。
（3）開發(fā)多種新型氣體傳感裝置，實現了熒光傳感裝置小型化、便攜化。
科學價值：
材料傳感性能行業(yè)領先，對爆炸物檢測靈敏度高達1納克，可區(qū)分6種不同類型；對芥子氣、沙林等化學戰(zhàn)劑檢測限達ppb級別；對有機硫化物檢測限為4 ppb，適用于復雜環(huán)境及食品變質早期篩查。所研發(fā)的便攜式檢測裝置擁有完全自主知識產權，性能比肩國際水平，已用于重大活動安保，突破國外技術壁壘，具備廣闊推廣前景。
社會經濟效益：
本成果與北京華泰諾安探測技術有限公司合作，開展科研成果轉化，開發(fā)了包括EF1000，EF2000，EF5000，IF02，DF03等基于熒光傳感技術的項目。成果主要應用于環(huán)境監(jiān)控、安全檢查，自 2019 下半年以來已銷售大于4000臺(約7000萬人民幣)EF1000，并在環(huán)境保護、公共安全防護等方面產生了良好的社會效益。
應用前景：
該技術在公共安全領域可為重大活動安保、邊境安檢等提供支撐；在食品安全領域可用于肉類、海產品新鮮度實時監(jiān)測與預警；在環(huán)境監(jiān)測和工業(yè)安全領域也有望用于大氣VOCs、有毒氣體泄漏等檢測場景，展現出廣泛的橫向拓展?jié)摿Α?/span>
