2018年CAIA獎二等獎獲獎項目成果簡介：針對氣體信號分子和活性氧物種的熒光分析方法
完成單位：華北電力大學環境科學與工程學院，中國科學院合肥物質科學研究院
完成人：王素華、孫明泰、余歡、閆葉寒、張奎、張亞嬌、馬芳、余龍、李慧慧、朱后娟
成果簡介
氣體信使分子和各類活性氧（ROS）物種等在生命過程中發揮著重要的信號傳導和生理調節功能。本項目聚焦這些與生命活動密切相關的活性物種的高靈敏檢測，基于熒光分析方法的高靈敏實時在線分析的優勢，將分子識別原理與熒光增強/比率方法相結合，通過構建熒光開關，表面功能修飾以及金屬配合物的熒光功能化等策略，開發了系列針對氣體信使分子（H2S，NO，CO，SO2）和ROS（HClO，O3，·OH，NO2等）高選擇性和高靈敏度分析檢測的新原理與新方法。所發展的幾種方法具有響應時間短、檢測限低、抗干擾等優點，能夠實現可視化快速檢測。這些研究成果在分析檢測領域的國內外重要期刊上發表論文21篇，獲得授權發明專利6項，引起國內外生化分析和檢測領域的關注。
創新點
該系列研究從識別機理的設計、檢測靈敏度與選擇性的提升、熒光信號輸出模式的優化等方面進行突破，將分子識別原理與熒光增強/比率方法相結合，創造性地開發了系列針對氣體信使分子和ROS高選擇性和高靈敏度分析檢測的新原理與新方法，為新型熒光分析檢測平臺的建立、不同目標物識別原理的設計等方面開拓了重要的思路：
1、針對氣體信使分子的高選擇性檢測，構建了分子結構響應的熒光開關，并通過有機分子功能設計與反應性能調控，建立了新的熒光增強/比率分析體系。
2、發展了熒光納米材料如量子點、金團簇、碳點等的表面功能修飾以及構建熒光比率新體系的通用方法。
3、基于配位原理，發展了有機金屬配合物的熒光功能化新策略。
科學價值
本項目成果為研究氣體信使分子和活性氧物種的產生，遷移以及功能作用提供了檢測和分析基礎，對氣體污染的程度和發生也可提供有價值的數據分析，對于生命科學和環境分析的前沿研究具有重要科學意義。
應用前景
該成果中熒光傳感分析原理與方法的建立對于生物、環境、食品安全以及醫學領域均有潛在的應用前景。基于熒光分析方法的高靈敏實時在線分析的優勢，可用于生命過程中活性分子的濃度水平及其動態變化的分析，如探索氧化應激引起的生命過程的變化、疾病的發生和發展，跟蹤信使分子的釋放及其穩態濃度，探索其更深入的生理作用；可用于構建針對特征環境污染物的光學識別器件，為氣體污染物的監測與防控提供基礎。此外，該方法還可以用于食品中二氧化硫以及亞硝酸鹽等添加劑的分析檢測，保障食品安全。
