基于纸基TPE-NH2@ZIF-71的AIE荧光传感器用于呼气丙酮检测与糖尿病无创诊断

本研究开发了一种基于四苯乙烯衍生物功能化金属有机框架（TPE-NH2@ZIF-71）的纸基聚集诱导发光（AIE）荧光传感器，通过丙酮与氨基形成希夫碱（Schiff base）引发荧光增强效应，实现了对糖尿病患者呼气标志物丙酮的高选择性检测（线性范围0.07-9.00 ppm，检测限0.03 ppm），为糖尿病无创筛查提供了低成本、高灵敏度的即时检测新方案。

　　

Highlight

本文亮点：

• 首次将AIE活性TPE-NH₂@ZIF-71复合材料用于纸基丙酮传感

• 通过希夫碱反应实现丙酮特异性识别与荧光信号放大

• 传感器具备超高灵敏度（0.03 ppm）与临床适用性

• 为糖尿病无创筛查提供便携式检测平台

Experimental section

实验部分

实验所用化学试剂、材料、仪器以及ZIF-71合成方法与丙酮标准气体制备详见支持信息（S1-S4）。

The characterization of TPE-NH₂@ZIF-71

TPE-NH₂@ZIF-71材料表征

扫描电镜（SEM）图像（图1a）显示ZIF-71为平均粒径约2 μm的菱形十二面体。TPE-NH₂@ZIF-71（图1b）同样保持菱形十二面体结构，但平均粒径缩小至200 nm。粉末X射线衍射（PXRD）图谱证实二者晶体结构一致。

Conclusions

结论

本研究设计的AIE活性材料TPE-NH₂@ZIF-71在纸基平台上实现了对挥发性有机化合物（VOCs）中丙酮的选择性捕获与灵敏分析。丙酮分子与材料氨基反应形成C^双键N希夫碱结构，增大共轭程度促使TPE-NH₂@ZIF-71在纸上聚集并显著增强荧光发射。该传感器为糖尿病呼气诊断提供了创新解决方案。