近日，江苏大学张祯教授团队在Analytical Chemistry杂志上发表了题为“Dual-Emission Single Sensing Element-Assembled Fluorescent Sensor Array for the Rapid Discrimination of Multiple Surfactants in Environments”的研究论文。
表面活性剂是一类能显著降低两相表面张力的化合物，常作为添加剂加入到消毒剂中降低醇类物质的挥发性，延长其作用时间，增强消杀效果。在新冠病毒与人类共存的背景下，大量的消毒剂被应用于日常防疫中。然而，消毒剂的过量使用导致大量的表面活性剂释放到生态系统中，引发一系列环境健康问题。因此，表面活性剂作为一类新兴污染物受到广泛关注。目前，以LC-MS/MS为代表的仪器分析方法是检测表面活性剂的主流手段，但由于其依赖大型设备、程序繁琐、分析耗时和前处理复杂等不足，阻碍了此类技术在表面活性剂快速检测中的广泛应用。因此，探索简单、快速、高通量的表面活性剂检测方法对评估其污染水平和暴露风险至关重要。
如图1和2所示，本文作者设计了一种基于单元件双发射荧光探针（UiO-66-NH2@Au NCs）的传感器阵列，用于快速识别六种典型表面活性剂（AOS、SDS、SDSO、MES、SDBS和Tween-20）。其中，通过将金纳米团簇（Au NCs）锚定于UiO-66-NH2 制备获得UiO-66-NH2@AuNCs纳米复合物，该荧光材料具备双发射特性，且发光性能优异。
图1. 基于发光金属有机框架的传感器阵列构建及其在多种表面活性剂快速识别中的应用
图2. UiO-66-NH2@Au NCs的制备与表征
如图3所示，由于表面活性剂与UiO-66-NH2@Au NCs表面配体的相互作用，可以对发光金属有机框架的双发射荧光性能实现有效调控，产生不同的荧光“指纹”。
基于以上设计，作者构建了荧光传感器阵列，基于模式识别方法（LDA和HCA）对其进行分析，用于有效区分六种表面活性剂。
图3. 荧光传感器阵列识别表面活性剂
综上所述，该荧光传感器阵列能够实现对多种表面活性剂及其混合物的有效识别，并成功应用于实际环境水体和消毒剂中表面活性剂的快速检测。相较于仪器分析方法，该方法具备成本低、操作简单、检测方便等特点。该研究方法弥补了现有表面活性剂快速检测方法的空白，为多种污染物的痕量分析开辟了新的途径。