比率荧光探针AMC@ZIF-8结合智能算法与HSV模式实现环境水样中四环素的现场可视化检测

本研究开发了一种基于AMC@ZIF-8复合材料的智能便携式检测系统，通过比率荧光探针技术（452 nm/525 nm）结合随机森林算法与HSV色彩模型，实现了环境水样中四环素（TC）的高灵敏度（检测限10.08 nM）、高精度（回收率95.4%–107.8%）可视化现场检测，为食品安全与环境监测提供了低成本、高准确性的半定量解决方案。

　　

材料与试剂

所有使用的化学品和溶剂均为分析纯及以上级别，且可商业获取。2-甲基咪唑（C₄H₆N₂）和六水合硝酸锌（Zn(NO₃)₂·6H₂O）购自国药集团化学试剂有限公司。7-氨基-4-甲基香豆素（AMC，C₁₀H₉NO₂）和盐酸四环素（TC，C₂₂H₂₅ClN₂O₈）购自上海麦克林生化科技有限公司。实验用超纯水经Milli-Q系统纯化。

表征

吸收光谱通过紫外-可见分光光度计测定。荧光光谱使用荧光分光光度计记录，激发波长设置为370 nm。扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）用于观察材料的形貌和尺寸。X射线衍射（XRD）用于分析材料的晶体结构。傅里叶变换红外光谱（FT-IR）用于表征材料的化学键和官能团。

ZIF-8与AMC@ZIF-8复合物的表征

ZIF-8、AMC和AMC@ZIF-8的荧光光谱和紫外-可见吸收光谱分别展示在图2A和图2B中。如图2A插图所示，AMC在452 nm处有一个显著的蓝绿色发射峰，而ZIF-8框架本身没有荧光发射。AMC@ZIF-8的发射峰与AMC完全相同，这表明ZIF-8的封装并未影响AMC的荧光强度。在图2B中，AMC在370 nm处有一个明显的吸收峰，这个峰在AMC@ZIF-8复合物中得以保留，进一步证实了AMC的成功负载。

结论

在本研究中，我们成功构建了一种基于AMC@ZIF-8复合物的智能便携式检测系统，用于环境水样中四环素（TC）的可视化现场半定量检测。通过将AMC与ZIF-8框架集成，我们构建了一种新型的比率荧光探针AMC@ZIF-8。该探针利用AMC在452 nm处稳定的蓝色荧光作为参比信号，并利用TC与ZIF-8之间聚集诱导发光（AIE）机制在525 nm处产生的黄绿色荧光作为响应信号。