基于刺激响应一维光子晶体水凝胶的邻苯二甲醛消毒剂快速定量检测新方法

《Microchemical Journal》：Stimuli-responsive 1D photonic crystal hydrogel for rapid screening of clinical disinfectant o-phthalaldehyde

本研究针对邻苯二甲醛(OPA)消毒剂临床浓度监测需求，开发了一种基于DVD-R光盘模板构建的一维光子晶体水凝胶(1DPCH)传感器。通过乙二胺功能化引入氨基基团，利用其与OPA醛基的席夫碱反应引起水凝胶收缩，通过测量一阶衍射间距变化实现OPA定量检测。该方法在101-106 nmol/L范围内呈现良好线性关系，检测限达1.26 nmol/L，为临床消毒剂浓度监测提供了简单有效的解决方案。

　　

在医院日常消毒操作中，确保消毒剂浓度的准确性直接关系到医疗安全。邻苯二甲醛(OPA)作为一种新型化学消毒剂，因其广谱抗菌、低毒性和稳定性等优势，广泛应用于内镜等热敏感器械的高水平消毒。然而，临床常用的试纸条检测方法只能提供半定量结果，且易受测试时间、储存条件等因素影响。虽然高效液相色谱、荧光分析等传统方法精度较高，但存在设备昂贵、操作复杂、不便携等局限性。因此，开发一种准确、定量、便携的OPA检测技术成为临床消毒监测的迫切需求。

近日发表在《Microchemical Journal》上的研究提出了一种创新解决方案。受DVD-R光盘固有的一维光子晶体(1DPC)结构启发，研究人员成功构建了一种刺激响应型一维光子晶体水凝胶(1DPCH)传感器，实现了对OPA的高灵敏定量检测。

关键技术方法包括：利用商用DVD-R光盘作为模板制备1DPCH；通过乙二胺功能化在水凝胶网络中引入氨基基团；基于席夫碱反应机制实现OPA特异性识别；通过扫描电子显微镜表征材料形貌；通过测量一阶衍射间距变化量化水凝胶收缩行为。

Morphology characterization

扫描电镜结果显示，原始1DPC具有规整的周期性结构，功能化后的1DPCH-EDA-OPA样品表现出明显的水凝胶收缩现象，证实了OPA与氨基基团反应引起的交联密度增加。

Conclusion

研究证实，基于DVD-R构建的1DPCH传感器对OPA检测具有优异性能。在10¹-10⁶ nmol/L浓度范围内，沟槽间距变化与OPA浓度对数呈良好线性关系，检测限达1.26 nmol/L。在实际消毒剂样品检测中，回收率达96.09%-103.35%，相对标准偏差为1.68%-3.95%，表明方法具有高准确度和精密度。

该研究创新性地将商用光盘转化为高性能生物传感器，解决了临床OPA消毒剂浓度监测的痛点问题。相比传统方法，该传感器具有成本低、操作简便、检测快速等优势，不仅为临床消毒剂浓度监测提供了可靠工具，也为其他物质的快速检测提供了新策略。这种将日常材料转化为先进传感器的创新思路，展现了交叉学科研究在解决实际应用问题中的巨大潜力。