硝基抗生素和硝基芳香化合物是环境中常见的有机污染物与爆炸物，其对生态安全和公众健康构成严重威胁，特别是超低浓度的硝基抗生素，由于难以探测却容易在生物体里富集使得潜在的危害更大。目前，实现高灵敏、快速、便携式的痕量检测仍面临巨大挑战。传统分析方法如气相色谱—质谱等依赖大型仪器，操作复杂、成本高，难以适用于现场实时监测同时检测限也难达到ppb级别。

化学科学与工程学院李良春教授课题组提出了基于三连硅功能化金属有机框架（MOF）微纳晶体的高性能传感策略，实现了对硝基抗生素和硝基爆炸物的快速（1秒）、超高灵敏度检测，检测限低至0.6–1.9ppb，并可循环使用。相关研究成果近日以“Trisilyl-Functionalized MetalOrganic Framework Nanocrystallites for Synergistic Ultrafast Ppb-Level Detection of Antibiotics and Organic Explosives”为题发表于化学与材料领域的知名期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）。

该研究成功制备了具有三连硅基孔道修饰的MOF晶体SiTPE。三连硅官能团不仅增强了材料的疏水性，促进硝基化合物的预富集，还通过独特的三连硅基团—硝基相互作用构建了疏水“纳米陷阱”，与框架中聚集诱导发光（AIE）单元TPE协同作用，实现对痕量硝基化合物的高效荧光猝灭。  

该研究还发展了微波辅助的合成方法，可在秒级时间内制备出尺寸均一、分散性良好的MOF微纳晶体（nSiTPE），其在水相中表现出优异的分散稳定性与显著的荧光响应，从而大幅提升了检测灵敏度与响应速度。

在性能测试中，nSiTPE对多种硝基抗生素（如呋喃他酮、呋喃唑酮等）和硝基爆炸物（如硝基苯、苦味酸）表现出卓越的检测性能，检测限均达到ppb级，且具备优异的抗干扰性和循环使用稳定性，为至今报道的各种传感材料的最高水平。此外，课题组进一步开发了基于nSiTPE的水凝胶薄膜传感器，结合智能手机成像与RGB分析，实现了现场、实时、定量检测，提升了检测的便携性与实用性。

机理研究阐明了MOF孔道表面的三连硅基团具有疏水作用以及与硝基的弱相互作用（如C–H···O–N），显著提升了对水相中超低浓度硝基化合的富集和吸附能力，进而通过光诱导电子转移（PET）机制高效猝灭了TPE单元的荧光，从而实现超高灵敏度检测。该研究不仅为环境中痕量硝基污染物的检测提供了新一代高性能传感平台，也为功能性MOF材料的结构设计与智能传感系统集成提供了新思路。

化学科学与工程学院李良春教授为论文通讯作者，博士生徐辉为论文第一作者，四川大学顾成教授和香港城市大学尚进教授为研究提供了支持和帮助。该研究工作得到国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费等项目资助。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202528337