综述：荧光金属有机框架在爆炸物检测中的应用：当前趋势与未来展望

（编辑推荐）本综述系统阐述了金属有机框架（MOFs）通过荧光淬灭（fluorescence quenching）机制检测硝基芳香族爆炸物的创新策略，强调其可调孔隙率、高比表面积对痕量检测的优势，同时指出选择性、检测限（LOD）和稳定性等挑战，为爆炸物检测技术发展提供新思路。

　　

Abstract

金属有机框架（MOFs）因其可设计的孔道结构和超大比表面积，在爆炸物、化学战剂等危险分析物的特异性检测中展现出独特优势。传统痕量爆炸物检测技术（如质谱、色谱）存在成本高、便携性差等问题，而基于MOFs的荧光传感通过硝基化合物与框架的电子转移作用引发荧光信号变化，实现快速响应。研究表明，π-π堆积和氢键相互作用可增强MOFs对2,4,6-三硝基甲苯（TNT）等爆炸物的选择性捕获，检测限可达纳摩尔级（nM）。但环境湿度、框架水解稳定性仍是实际应用的瓶颈。

检测机制与材料设计

MOFs的荧光淬灭机制主要涉及三种路径：（1）光诱导电子转移（PET）——硝基化合物的强吸电子性捕获MOFs激发态电子；（2）共振能量转移（RET）——当爆炸物吸收光谱与MOFs发射光谱重叠时发生；（3）结构动态响应——分析物诱导框架变形改变发光基团构象。通过调控配体（如芘、蒽等稠环芳烃）的共轭程度或引入镧系金属（Eu³⁺
/Tb³⁺
），可优化发光性能。例如，UiO-66-NH₂
通过氨基与TNT形成电荷转移复合物，淬灭效率提升40%。

挑战与优化策略

当前MOFs传感器面临三大核心问题：（1）复杂基质中抗干扰能力不足，可通过后合成修饰（PSM）引入巯基等特异性识别基团；（2）水下稳定性差，采用疏水配体或表面包覆策略可延长使用寿命；（3）便携式设备集成困难，微流控芯片与MOFs薄膜的结合是潜在解决方案。值得注意的是，机器学习辅助的高通量筛选正加速理想MOFs结构的发现。

未来展望

下一代MOFs传感器将聚焦于多模式检测（荧光/比色/电化学协同）和人工智能驱动的实时数据分析。仿生设计（如模拟嗅觉受体）与柔性可穿戴设备的结合，可能推动战场安检、反恐侦查等场景的应用突破。