我校化学与材料工程学院、安徽省绿碳化学重点实验室生物电分析科研团队的武海教授与邵爱龙副教授、夏娟副教授、杨正副教授、王旗博士、王华子副教授、凡素华教授及硕士研究生合作，在化学分子和功能材料设计与应用领域取得了系列成果，近三年，在国际期刊发表SCI论文16篇，其中中科院一区期刊7篇、二区期刊7篇。部分成果概述如下：

哮喘患者呼出气一氧化氮（FeNO）荧光传感的构建

团队设计并合成了一系列基于咪唑并吡啶基团的不同结构的荧光探针。通过结构优化，提高探针对NO的响应速度和稳定性，优化出一种能快速响应的荧光探针（ImPy-Ph-CF3）。基于该探针首次建立计时荧光光谱法（Chronofluorometry）用于NO的检测，检出限低至0.061μM。这一成果有望为哮喘和呼吸道炎症患者的诊断提供新的方法。该成果发表在分析化学领域国际期刊：Analytical Chemistry, 2025, DOI: 10.1021/acs.analchem.5c01078（中科院一区Top）。

图1. FeNO荧光传感的响应示意图

氰化物荧光传感的构建及应用

通过调节具有三苯胺荧光基团的侧链基团、靶向基团、缺电子基团、桥联基团等，设计并合成了多种新型荧光探针，构建了系列氰化物荧光传感。如图2，基于前期研究基础，为了提高其在水溶液中对氰化物的响应，嵌入缺电子基团喹喔啉基（DPQ）设计TDM探针，实现在四氢呋喃/水混合溶液中CN-的检测；为了研究不同基团对化学探针的响应性能，制备PDM和PDTM探针；为了增加探针的靶向性，利用线粒体靶向定位基团(4-甲基-N-甲基-碘化吡啶，Py)，合成一种新型定位功能的化学探针(TBP)；为了构建便携式的检测试纸，用不同长度的烷氧基链调控探针的水溶性及增强TPA基团的给电子能力，设计了含有-OCH3、-O(CH2)3CH3、-O(CH2)7CH3三种探针（TBM-Cx，x=1,4,8）。

该领域工作先后发表于化学领域国际期刊Sensors & Actuators: B. Chemical, 2023, 379, 133218（中科院一区，TOP）；Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 2024, 312, 124058；Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 2023, 301, 122957（中科院二区）。

图2.团队设计合成的光化学传感分子

基于核酸材料构建核酸纳米器件及生物传感平台

合作团队通过设计核酸探针与组装框架核酸，开发了一种新型交叉引发链式等温扩增策略，不仅实现了对恶性肿瘤相关miRNA的高灵敏度检测，还成功应用于真实临床样本中靶miRNA的分析，展现出在疾病分子诊断领域的巨大潜力。此外，结合蛋白质-无机杂化材料与CRISPR/Cas12a刺激的信号转化系统，我们提出了一种两阶段加速策略，用于多聚核苷酸激酶的特异性灵敏检测。该领域成果发表在分析化学领域知名期刊：Talanta, 2025, 2921, 27981 (二区, TOP)；Analytical Chemistry, 2022, 94, 16132 (一区, TOP)。

图3. MiRNA荧光传感构建示意图

基于功能性化学界面材料的设计及其电化学传感器的构建

另外，团队设计合成具有对重金属Hg2+有高度选择性的化学探针（TBB），并将其与三维氧化石墨烯复合（3D-GO），制备高灵敏高选择性的电化学传感界面材料，对Hg2+的检出限低至8.6 nM。另外基于通过溶剂自掺杂制备了N/O双原子掺杂的生物碳材料，成功构建了用于食品中霉菌毒素超灵敏检测的电化学传感器。该领域发表在知名期刊Journal of Molecular Liquids, 2025, 19, 126768（中科院二区)；Food Chemistry, 2025, 475, 143397（中科院一区，TOP）。

图4.TBB@3D-rGO/GCE电化学传感对Hg2+的方波溶出伏安响应及标准曲线

功能性纳米材料的设计及其在储能器件中的应用

团队基于三维泡沫镍（NF）载体利用原位水热合成法合成了具有葛根花状的钴钒双金属硒化物（CoVSe）和还原氧化石墨烯（rGO）纳米复合材料（CoVSe/ rGO）。通过控制硒化时间和金属比例，精准调控出葛根花状形貌，增加离子扩散通道，并应用于超级电容器和锂电池器件，取得良好效果。该成果发表在电化学领域二区期刊Journal of Power Sources, 2025, 631, 236251.

图5. CoVSe/ rGO纳米复合材料的形貌及其应用示意图