- 新型有機化合物可作為高靈敏度氧傳感器
- 來源：考納斯理工大學 發表于 2025/10/10
立陶宛考納斯理工大學（KTU）的研究人員研發出一種新型有機化合物，可作為高靈敏度氧傳感器。這類傳感器能精準檢測環境中即便極微量的氧氣 —— 在氧氣濃度關乎過程成敗乃至生命安全的場景中，此類信息至關重要。
該傳感器可應用于多個領域：醫療方面，可用于診斷腫瘤缺氧（腫瘤周邊幾乎無氧氣的狀態）；食品工業中，能檢測包裝是否密封失效；生物技術領域，可精準監測細胞培養過程。此外，其性能可用肉眼直接觀察，且創紀錄的高靈敏度確保了檢測的快速性與可靠性。相關研究已發表在《Sensors and Actuators B: Chemical》期刊上。
無有毒化合物使用
磷光是分子受激發后進入 “三重態” 這一特殊能量狀態時產生的現象。處于該狀態的分子發光持續時間比普通熒光更長，而這種長壽命發光對氧氣極為敏感：當氧分子與受激發的分子接觸時，會捕獲后者的能量，從而抑制發光。
傳統上，人們會使用銥、鉑等重金屬配合物來產生磷光。“這些金屬價格昂貴，大幅增加了最終產品的成本。此外，它們的衍生物往往具有毒性，對環境有害。因此，在生物、醫療或食品工業等安全為首要考量的領域，這類重金屬的使用存在明顯問題。” 考納斯理工大學化學技術學院（CTF）的研究員古扎烏斯卡斯解釋道。
考納斯理工大學科研團隊發現的替代方案，是以噻蒽衍生物為原料制成的傳感器。這類有機分子結構中含有兩個硫原子，且具有獨特的彎曲非平面結構。古扎烏斯卡斯博士補充道：“正是這些硫原子以及分子的特殊結構，使其能夠實現長時間發光。”
創紀錄的靈敏度
實驗數據（通過 Stern–Volmer 常數衡量）顯示，研發的化合物靈敏度創下紀錄。其中一種化合物的 Stern–Volmer 常數，在無金屬有機傳感器中躋身有史以來最高水平，這使其能可靠、快速地檢測到即便極微量的氧氣。
這種超高靈敏度為其開辟了廣泛的應用前景。“我們認為其在醫療領域潛力巨大，目前正積極尋找合作伙伴，助力評估該材料的生物相容性，并探索其在細胞或組織研究中的應用。” 古扎烏斯卡斯表示。
這類化合物可用于生物醫學傳感器和生物成像工具，實現對細胞、組織或代謝過程的實時監測；也適用于環境監測設備，用于測量水或空氣中的氧氣含量；還可應用于食品和制藥行業的智能包裝，檢測產品包裝的完整性。此外，該材料還可適配安全油墨（需在特定條件下驗證真偽）及各類光電子設備。
研究人員指出，這類化合物的合成過程相對簡單：依賴成熟的化學反應，這意味著一旦反應條件優化完成，即可擴大生產規模，以實現更廣泛的應用。
該研究是 “技術與物理科學卓越中心（TiFEC）” 項目的一部分，參與者包括拉薩・凱魯基埃內博士及考納斯理工大學博士生盧卡斯・德維利斯。研究人員表示，這項成果并未開辟全新的研究領域，但為現有領域設立了新的標準。古扎烏斯卡斯堅信，該發現有望為重大科學突破奠定基礎。
（信息來源：考納斯理工大學）
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