近日，湖北工业大学生命科学与健康工程学院荧光检测与新药创制团队在国际顶级期刊Advanced Functional Materials（自然指数期刊，中国科学院一区Top，影响因子19.9）上发表题为“Defect-Engineered Dual-Functional UiO-67 Type Framework: Ultra-Sensitive Ratiometric Fluorescence Sensing of Spectinomycin and Long-Lived Room-Temperature Phosphorescence for Anti-Counterfeiting”的研究论文。生命学院博士研究生夏义凡、蔡志强为共同第一作者，生命学院袁厚群教授、鲍光明教授为共同通讯作者，我校为论文唯一完成单位。
抗生素残留是全球食品安全与公共卫生领域的重要挑战。大观霉素等氨基糖苷类抗生素在农牧养殖中的不规范使用易通过食物链富集，引发人体肾毒性、耳毒性等健康风险，各国均已制定严格的残留限量标准。传统光学检测受限于大观霉素无天然发色团的分子特性，普遍存在灵敏度不足、选择性差、难以区分结构类似物等问题。与此同时，信息防伪领域对高性能室温磷光材料需求日益增长，而现有多功能MOF材料多依赖多步修饰，流程繁琐且功能易相互干扰，实际应用受限。
研究团队利用缺陷工程技术精准调控MOF孔道微环境与表界面性质，采用混配体掺杂策略改性经典UiO-67骨架，通过单步引入三羧酸配体H3bptc，构建出同时兼具配体缺陷与原位未配位羧基的双功能光学材料。孔道内缺陷位点通过静电与氢键作用稳定负载尼罗蓝探针，构建的比率型荧光传感体系对大观霉素检出限低至3.7nM，响应时间不足5s，可特异性区分8种结构相似的氨基糖苷类抗生素，实际样品检测结果与HPLC结果高度一致。晶体表面游离羧基与海藻酸钠形成刚性界面，制备的复合薄膜呈现明亮青色余辉，平均磷光寿命759.8ms，裸眼可见余辉超2s，兼具水响应可逆开关、余辉寿命可调等特性，可实现多种动态信息加密。机制研究表明，孔道静电富集与空间预组织的双重协同效应显著放大检测灵敏度，缺陷界面的双限域作用有效提升磷光性能，理论计算进一步从分子层面揭示了特异性识别的热力学本质。
该研究突破了传统氨基糖苷类抗生素检测选择性差、同系物难分辨的技术瓶颈，填补了单步修饰实现异质光学功能集成的材料设计空白，构建了“荧光传感-磷光防伪”一体化的多功能MOF材料新范式，可为食品安全快速筛查、动态信息防伪等领域提供重要技术支撑。
该研究工作得到国家自然科学基金（Nos.22165012，22166018，31960720）、发酵工程教育部重点实验室开放基金（202409FE20）和湖北工业大学校级科研启动基金（XJ2022007801）等项目支持，测试实验得到了生命学院大型仪器共享平台的张科、刘瑞桑、郭瑜、刘诗成等多位老师的支持和帮助。
原文链接：
Yi-Fan Xia, Zhi-Qiang Cai, Yuan-Lei Zhang, Ling-Yi Guo, Hua Yu, Lan Yang, Yao-Hong Wang, Hou-Qun Yuan, Guang-Ming Bao. Defect-Engineered Dual-Functional UiO-67 Type Framework: Ultra-Sensitive Ratiometric Fluorescence Sensing of Spectinomycin and Long-Lived Room-Temperature Phosphorescence for Anti-Counterfeiting. Advanced Functional Materials, 2026; 0:e78301.
https://doi.org/10.1002/adfm.78301
责任编辑：陈凌
