《ACS Nano》吉林大学：柔性AIE水凝胶用于现场监测农药降解

功能化水凝胶得益于刺激响应特性和强大的负载能力，有利于传感装置的制造。近日，科研人员通过在双网络水凝胶中嵌入金纳米簇@类沸石咪唑骨架（AuNCs@ZIF）复合材料来设计聚集诱导发射（AIE）活性水凝胶圆片，以构建灵敏的农药生物传感器。水凝胶圆片集成了 AuNC 的 AIE 效应、ZIF 的刺激响应特性和水凝胶的多孔网络结构，通过提高稳定的荧光信号和防污性能来提高传感灵敏度。结合自制装置，可将水凝胶圆片的荧光图像转换为数据信息，以准确定量毒死蜱农药，检测限为 0.2 ng/mL。证明了大白菜中毒死蜱的动态降解，证实了水凝胶圆片的实际应用。这种具有 AIE 活性的水凝胶圆盘可以作为一种植物健康传感器，用于现场量化农作物上的农药残留，为精准农业带来巨大希望。

方案 1. 用于农药检测的 AIE 活性水凝胶圆盘示意图

图 1. AuNCs@ZIF 的合成和结构表征。

图 2. (a) BSA 和 SA 的自分类组装形成双网络水凝胶。(b) 水凝胶盘的图像。(c) 水凝胶盘的 SEM 图像。(d) 水凝胶盘的透射光谱。(e) 水凝胶盘的温度稳定性。(f) 水凝胶盘的储存稳定性。(g) 基于藻酸盐的水凝胶盘和双网络水凝胶盘的防污性能。

图 3. (a) OPs 检测机制示意图。(b) 水凝胶与靶标的荧光光谱。(c) 3D 结构设计。(d) 基于智能手机的便携式荧光读取设备的图示。(e) 真彩色图像被分成 RGB 通道，B × R 响应是从 B 和 R 通道的像素阵列计算的。(f) B 和 R 值依赖性的归一化强度。(g) B × R 响应与毒死蜱浓度的关系。

图 5. (a) 农药降解水凝胶传感平台操作流程。（ b ）叶基质中含有毒死蜱的水凝胶盘的 B × R 响应。(c) 叶片基质中水凝胶盘的工作性能。（ d ）叶子中含有毒死蜱的水凝胶盘的 B × R 响应。(e) 10 天内叶片中毒死蜱的降解。

相关论文以题为Flexible Aggregation-Induced Emission-Active Hydrogel for On-Site Monitoring of Pesticide Degradation发表在《ACS Nano》上。通讯作者是吉林大学闫旭副教授，卢革宇教授。

参考文献：

doi.org/10.1021/acsnano.2c06544