基于isatin的荧光聚合物纳米纤维膜的合成与制备：用于便携式可视化氨基酸检测新策略

为解决氨基酸便携检测难题，研究人员开展了基于isatin荧光聚合物的合成及纳米纤维膜制备研究。通过电纺(electrospinning)技术获得80-450 nm纤维膜，掺杂TiO2后膜亲水性增强（水接触角从127°降至64°），实现0.03 mg/mL浓度氨基酸的可视化检测；其中色氨酸引起荧光淬灭(fluorescence quenching)，酪氨酸增强光致发光(photoluminescence emission)。该工作为生命科学领域提供了低成本、便携式传感器新方案。

　　

在生命科学和健康医学领域，氨基酸检测是诊断代谢疾病、监测营养状态的关键技术，但传统方法如高效液相色谱(HPLC)需昂贵设备且操作复杂，难以实现现场快速筛查。尤其在资源匮乏地区，便携式、可视化检测工具的缺乏限制了疾病早期干预和食品安全监控。现有荧光传感器虽响应快，但常受限于稳定性差或灵敏度不足——例如，聚合物膜易受水分影响导致信号漂移。因此，开发一种高亲水性、强荧光响应的新型材料迫在眉睫。

为了突破这一瓶颈，研究人员合成了基于isatin的荧光聚合物，并制备了纳米纤维膜用于氨基酸检测。isatin基团的大位阻效应赋予聚合物优异溶解性，便于加工成柔性膜。通过电纺(electrospinning)技术，将聚合物溶液转化为直径80-450 nm的纳米纤维膜；掺杂TiO₂纳米粒子以增强亲水性；在UV激发下测试膜荧光特性；并评估其对不同氨基酸溶液的响应行为。实验无需复杂样本队列，直接使用标准氨基酸溶液进行验证。

研究结果通过系统性实验得出明确结论：

• 聚合物合成与膜制备：以isatin为单体合成的聚合物，凭借大位阻结构实现高溶解性，便于电纺加工。所得纳米纤维膜在UV激发下发出明亮黄色绿荧光，表明其作为光学传感器的潜力。
• 膜亲水性优化：通过掺杂TiO₂，水接触角从127°显著降至64°，接近超亲水状态。纤维间隙和亲水性协同作用，加速了氨基酸溶液渗透，为快速检测奠定基础。
• 氨基酸检测性能：膜可识别浓度低至0.03 mg/mL的目标氨基酸。色氨酸(tryptophan)因π-π*堆叠导致荧光淬灭(fluorescence quenching)，而酪氨酸(tyrosine)通过强氢键增强光致发光(photoluminescence emission)，实现差异化响应。
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