功能性纺织材料及制品教育部重点实验室武海良教授、姚一军副教授近日对“环境响应型天然高分子基荧光材料研究”做了综述，研究成果发表于 IJBM（International Journal of Biological Macromolecules）

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.12953

天然高分子基pH响应型荧光材料不仅具有荧光分子特殊的环境响应能力，同时具备天然高分子的环境友好、可持续、可生物降解、生物相容、易成形等优势，已成为生命科学和化学交叉前沿领域重点关注的环境响应型功能高分子材料，在伤口愈合、汗液监测、安全防伪、水产品新鲜度检测、金属离子传感等领域展现出极高的应用价值。纤维素、壳聚糖、蛋白质、木质素、淀粉等天然高分子结构上含有丰富的羟基、氨基、羧基活性基团，为荧光分子修饰提供了大量的反应位点；同时其高分子骨架“稀释”效应可避免聚集荧光猝灭现象，提高环境响应型材料的荧光性。通常采用掺杂、静电吸附、自组装、化学键合、水热等方法，将不同结构的pH响应型荧光分子如罗丹明、花青素、碳点、荧光素、偶氮苯、菲罗啉、5-氨基-2,3-二氢酞嗪-1,4-二酮等引入到高分子基体上，加工成纤维、水凝胶、气凝胶、溶液、膜、涂层等多种形式天然高分子基pH响应型荧光材料，极大地促进了天然高分子在生物监测、信息存储、工业环境、光学显示等领域的发展。关于不同结构天然高分子对荧光分子发光性能的影响原理和pH响应特性未见过报道。

图1 天然高分子基pH响应型荧光材料广泛的应用领域示意图

该工作综述了近年来天然高分子基pH响应型荧光材料的前沿进展，重点概述了以纤维素、壳聚糖、蛋白质为基体的pH响应型荧光材料的制备原理与特点，介绍了发光材料的荧光特性、环境响应机理和应用情况，并对pH响应型荧光材料发展过程中遇到的挑战和增长点进行展望。图1为天然高分子基pH响应型荧光材料在安全防伪、智能可穿戴、食品新鲜度检测等领域应用示意图。本工作对从事环境响应型功能高分子的研究人员提供理论参考和技术支持。撰写的综述论文“Recent studies on proteins and polysaccharides-based pH-responsive fluorescent materials”发表在International Journal of Biological Macromolecules期刊。纺织科学与工程学院硕士研究生薛囝囡和博士研究生王淼为共同第一作者，通讯作者为姚一军副教授和武海良教授。该工作得到了国家自然科学基金（52203125）等资助。