识别位点密度调控策略的示意图。图片来源：窦新存教授团队

沙林（异丙基甲基氟膦酸酯）是一种受《禁止化学武器公约》管制的有机磷神经毒剂。它可通过呼吸系统、皮肤或眼睛进入人体，通过抑制乙酰胆碱酯酶麻痹中枢神经系统，进而导致死亡。因此，对痕量沙林的快速灵敏检测对安全和环境保护至关重要。

由于沙林毒性极高，其使用受到严格控制，研究人员通常使用氯磷酸二乙酯（DCP）作为更安全的模拟物。常见的荧光检测方法利用 DCP 的强亲电性，通过羟肟、亚胺等识别位点的荧光猝灭效应来识别目标物。

然而，该方法受光漂白、酸性等环境因素影响，应用受限。此外，大多数研究聚焦于液态溶液中的 DCP，而非实际场景中更相关的气态形式。因此，开发兼具高灵敏度、抗干扰能力和快速检测性能，适用于液态和气态 DCP 的新型传感材料仍是一项重大挑战。

为应对这一挑战，中国科学院新疆理化技术研究所窦新存教授团队开发了一种调节识别位点密度的设计策略，用于气态 DCP 的超灵敏特异性荧光传感。相关研究成果发表于《分析化学》（Analytical Chemistry）杂志，强调了调节席夫碱材料识别位点密度和比表面积的重要性 —— 该方法可同时增强材料对气态 DCP 的吸附能力和碰撞效率。

在这项研究中，研究人员通过调控链长，设计并合成了一系列零背景荧光席夫碱材料（FDBA、DFDBA 和 DFDBA-POP），其碳氮双键（C=N 键）作为识别位点的密度各不相同。结果表明，增加 C=N 键密度和比表面积可提高与 DCP 的碰撞效率，缩短响应时间。

具体而言，当 C=N 键密度达到 3.86×10²¹/cm³、比表面积为 128.5 m²/g 时，DFDBA-POP 对目标分析物表现出优异的传感性能：仅需 1 秒即可快速检测气态 DCP，且即使在盐酸等 15 种结构类似的干扰物存在下，仍展现出卓越的选择性。

此外，研究人员通过开发 DFDBA-POP 固态传感器验证了其实际应用价值，该传感器可特异性识别气态 DCP。研究团队预计，DFDBA-POP 的设计策略将为定制具有特定传感功能的有机多孔聚合物提供新视角，为开发用于检测和区分结构性质相似的痕量有害物质的固态传感器提供先进模型。

更多信息：Huazangnaowu Bai 等，《席夫碱有机多孔聚合物的识别位点密度调控及其对气态 DCP 的超灵敏特异性荧光传感》，《分析化学》（2025）。DOI：10.1021/acs.analchem.5c01087

期刊信息：《分析化学》