IF 18.5！像狗一样检测：基于光致发光 HOF 纳米片的仿生嗅觉传感纤维用于非法药物模拟物的超灵敏追踪

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开发用于灵敏识别非法药物模拟物的磷光传感器仍然是重大挑战，尤其是在集成纳米材料时。受狗鼻子毛细管结构的启发，具有类似石墨烯结构的磷光 2D HOF 纳米片是通过主客体相互作用制备的，该相互作用同时发出荧光和磷光信号。这导致制造了双发射比率探针 （Eu@CAM-PPA），用于非法药物模拟物的超灵敏液相检测。此外，还设计了一种使用水性界面交联的仿生水凝胶纤维，证明了非法药物模拟物的气相追踪的潜力。此外，人工智能辅助仿生传感器通过检测特定的气味指纹来高精度地识别非法药物模拟蒸气。这项工作优先考虑已报道的化学传感器，引入了荧光和磷光双信号，为现场和实时检测非法药物模拟物提供了一种前瞻性工具。最重要的是，这项工作基于纳米材料的整合，弥合了对液相和气相模拟物的磷光检测的差距，最终实现了传感领域的重大进步。

创新点

1. 受狗鼻子毛细管结构启发，开发出具有类似石墨烯结构的磷光2D HOF纳米片，实现荧光和磷光双信号发射。

2. 设计了双发射比率探针（Eu@CAM-PPA），实现了非法药物模拟物的超灵敏液相检测。

3. 通过水性界面交联制造仿生水凝胶纤维，展示了气相追踪非法药物模拟物的潜力。

4. 结合人工智能辅助技术，通过气味指纹识别非法药物模拟蒸气，大幅提升检测精度。

对科研工作的启发

1. 仿生学设计可为纳米材料传感器的开发提供新思路，尤其是在模拟生物嗅觉系统方面。

2. 双信号（荧光和磷光）的结合能够显著提高传感器的灵敏度和选择性，值得在其他检测领域探索。

3. 人工智能与传感技术的融合为复杂信号分析和模式识别提供了高效工具。

4. 液相与气相检测的整合研究可推动多场景应用的传感器设计。

思路延伸

1. 将仿生嗅觉传感纤维扩展到其他挥发性有机化合物（VOCs）的检测，如环境污染物。

2. 优化HOF纳米片的化学结构，进一步提升其对特定目标分子的响应性。

3. 探索多模态信号（如电化学与光学的结合）以增强传感器的综合性能。

4. 开发便携式设备，将该技术应用于现场实时检测场景。

5. 研究纳米片与生物分子的相互作用，拓展其在生物传感中的应用。

生物医学领域的应用

1. 可用于检测生物样本中的药物代谢物，辅助药物滥用筛查。

2. 通过识别特定挥发性生物标志物，实现非侵入式疾病诊断，如癌症或糖尿病。

3. 结合微流控技术，开发便携式医疗设备，用于快速检测血液中的非法药物成分。

4. 利用仿生水凝胶纤维，追踪呼吸气体中的生物分子，监测患者健康状态。

5. 开发智能绷带，检测伤口感染相关的挥发性化合物，提供实时预警。

6. 用于药物研发中挥发性副产物的监测，确保药物生产过程的安全性。

Detecting Like a Dog: Biomimetic Olfactory Sensory Fiber for Ultrasensitive Tracing of Illicit Drugs Simulants Based on Photoluminescent HOF Nanosheets

Adv. Funct. Mater.（IF 18.5）

Pub Date  : 2025-03-12

DOI : 10.1002/adfm.202425919

Alituniguli Maimaiti, Bing Yan