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第52卷分析化学FENXI（HUAXUE）研究报告第4期

2024年4月ChineseJournalofAnalyticalChemistry523~530

DOI:10.19756/j.issn.0253-3820.231381

二维光子晶体水凝胶传感器检测邻苯二甲醛

辛建伟1,2王一飞3孟子晖*1张玉琦*4刘鹏飞5

1北京理工大学化学与化工学院（，北京102488）2延安大学医学院（，延安716000）

3北京理工大学明德书院（，北京102488）4延安大学化学与化工学院（，延安716000）

5延安大学附属医院消化内科（，延安716000）

摘要邻苯二甲醛OPA（）是一种新型化学消毒剂，在医疗机构中广泛使用，为保证使用效果和安全性，在

临床使用中必须对其浓度进行检测和验证。本研究在二维光子晶体2DPC（）水凝胶中修饰乙二胺EDA（）并

嵌入氨基，使水凝胶氨基功能化，制备了一种响应性2DPC水凝胶。2DPC水凝胶聚合物链上嵌入的氨基可

与OPA反应，随着OPA浓度增加，水凝胶的交联密度增大，从而导致水凝胶体积发生相变，即发生收缩现

象，2DPC的微球间距逐渐减小，而德拜衍射环直径逐渐增大。通过测量德拜衍射环直径的变化，并根据公

~10nmol/L范围内，OPA浓度的对数值与微球间距

式计算得到2DPC的微球间距的变化。结果表明，在1016

呈良好的线性关系。因此，基于氨基功能化的2DPC水凝胶传感器可实现对OPA的定量检测。本方法检测

线性范围宽，检出限为0.21nmol/L3（σ/k）。采用此水凝胶传感器检测了稀释的临床消毒剂中的OPA，回收率

为100%~103%，相对标准偏差为1.8%~5.5%。本研究构建的2DPC水凝胶传感器可用于临床内窥镜等器械

消毒剂中OPA的检测。

关键词二维光子晶体；水凝胶；传感器；邻苯二甲醛；消毒剂

邻苯二甲醛OPA（）是一种重要的医药化工中间体，现作为一种新型化学消毒剂在医疗机构中广泛使

用[1-2]。OPA消毒液具有杀菌能力强、杀菌范围广、使用浓度低、灭菌时间短、毒性低、挥发性小、腐

蚀性弱以及性质稳定等优点[3-5]，可用于不耐热内窥镜等器械的高水平消毒，杀灭肠道性致病菌和化脓性

球菌和枯草杆菌黑色变种芽胞等[6-8]。为保证OPA消毒剂的有效性和安全性，采用的消毒浓度应在合理

范围内。因此，对其浓度的检测至关重要。在临床环境中，OPA的最低有效浓度为0.3%[9]，通常采用商

用指示条进行验证[10-11]。然而，指示条只可进行半定量分析，其准确性受有时间限制的测试步骤、温度

及湿度等存储条件的影响。高效液相色谱法[12]、荧光分析法[13]、气相色谱-质谱GC（-MS）法[14]和电化

学法[15]均可精确测定OPA浓度，但需要昂贵的仪器，并且检测成本高、实验复杂和缺乏便携性等限制了

其临床适用性。因此，需要开发一种更精确且便携的OPA定量检测传感器，用于临床消毒过程中OPA

浓度的检测和有效性的判断。

近年来，刺激响应型光子晶体水凝胶已广泛应用于生物医学诊断[16-18]、环境监测[19-21]和食品安全分

析[22-24]等领域。与三维光子晶体水凝胶[25]相比，使用二维光子晶体2DPC（）的水凝胶传感器方便且易制

备[26-27]。通过修饰以及不同的识别剂功能化的光子晶体水凝胶，可与目标分析物相互作用，水凝胶的体

积发生相变，即收缩或膨胀，从而改变每个水凝胶中嵌入的光子晶体的粒子间距[18,28-29]。Cai等[28]制备了

2DPC水凝胶传感器，水凝胶化学功能化后，可与特定化学物质