这篇文档属于类型a，即报告了一项原创性研究。以下是针对该研究的学术报告：
作者与机构
本研究的作者包括 Zhen-Ni Yi、Jie Xu、Fang Yang、Shen-Neng Wang、Yi-Peng Xiao、Yao-Wen Wang、Di-Yun Chen、Min-Hua Su 和 Hui Sun。主要研究机构为广州大学环境科学与工程学院，以及教育部珠江三角洲水质与保护重点实验室。该研究于2025年4月15日发表在《Analytical Methods》期刊上。
学术背景
本研究的主要科学领域是环境与生物系统中的铀检测技术。由于铀的放射性污染对环境和人类健康构成严重威胁，特别是铀酰离子（UO₂²⁺）在水环境中的高溶解性和持久性，开发一种快速、精确的铀检测方法显得尤为重要。目前常用的检测方法如电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）和原子吸收光谱（AAS）虽然灵敏度高，但设备昂贵、操作复杂，难以在紧急情况下快速应用。因此，本研究旨在开发一种基于荧光探针的超灵敏检测方法，以实现铀在环境和生物系统中的现场快速检测。
研究流程
研究分为以下几个主要步骤：
探针设计与合成
研究团队设计了一种新型的荧光探针分子TPA-BH，该分子结合了三苯胺（TPA）作为电子供体（Donor）和水杨醛酰肼作为电子受体（Acceptor）。TPA-BH具有聚集诱导发光（Aggregation-Induced Emission, AIE）和扭曲分子内电荷转移（Twisted Intramolecular Charge Transfer, TICT）特性，能够在高水含量体系中实现长波长发射和大斯托克斯位移（Stokes Shift）。探针的合成通过两步反应完成：首先通过Suzuki-Miyaura偶联反应合成TPA-P1，然后通过席夫碱反应生成TPA-BH。
探针的光物理性质研究
研究团队对TPA-BH在不同溶剂中的荧光发射特性进行了系统研究，发现其在四氢呋喃（THF）中表现出最高的荧光强度。进一步研究了水含量对荧光强度的影响，发现随着水含量的增加，TPA-BH的荧光强度先降低后升高，表现出典型的AIE特性。动态光散射（DLS）分析证实了TPA-BH的聚集行为与其荧光增强之间的关系。
铀酰离子检测性能优化
研究团队优化了TPA-BH对UO₂²⁺的检测条件，包括pH值和反应时间。实验表明，TPA-BH在pH 7的条件下对UO₂²⁺的荧光猝灭效率最高，且响应时间小于1分钟。此外，TPA-BH对UO₂²⁺表现出优异的选择性和抗干扰能力，即使在高浓度干扰离子存在下也能准确检测UO₂²⁺。
实际样品分析与生物成像应用
研究团队将TPA-BH应用于南海和珠江口水样的铀检测，结果显示其回收率在96.69%至114.3%之间，验证了其在实际环境水样中的适用性。此外，TPA-BH还被用于活细胞成像实验，成功实现了对Hela细胞中UO₂²⁺的荧光检测，表明其在生物系统中的潜在应用价值。
主要结果
1. 探针的光物理性质
TPA-BH在THF中表现出最高的荧光强度，且在水含量为90%时荧光强度达到峰值。DLS分析显示，TPA-BH的聚集行为与其荧光增强密切相关。
铀酰离子检测性能
TPA-BH对UO₂²⁺的检测限低至0.0417 ppb，远低于世界卫生组织（WHO）规定的饮用水铀含量阈值（30 ppb）。其在pH 7的条件下表现出最高的荧光猝灭效率，且响应时间小于1分钟。
实际样品分析与生物成像
在实际水样中，TPA-BH对UO₂²⁺的回收率在96.69%至114.3%之间，验证了其在实际环境中的适用性。在活细胞成像实验中，TPA-BH成功实现了对Hela细胞中UO₂²⁺的荧光检测，表明其在生物系统中的潜在应用价值。
结论
本研究开发了一种基于AIE和TICT特性的新型荧光探针TPA-BH，实现了对铀酰离子的超灵敏、快速检测。TPA-BH在环境水样和生物系统中表现出优异的检测性能，具有广泛的应用前景。该研究为铀污染的早期预警和公共健康风险评估提供了重要的技术支持。
研究亮点
1. 创新性探针设计
TPA-BH结合了AIE和TICT特性，能够在水环境中实现长波长发射和大斯托克斯位移，显著提高了检测灵敏度。
超低检测限与快速响应
TPA-BH对UO₂²⁺的检测限低至0.0417 ppb，响应时间小于1分钟，适用于紧急情况下的快速检测。
实际应用验证
TPA-BH在实际环境水样和活细胞成像中的成功应用，验证了其在环境和生物系统中的广泛适用性。
其他有价值的内容
研究团队还探讨了TPA-BH与UO₂²⁺的配位机制，通过核磁共振（NMR）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）分析，证实了TPA-BH中的酚羟基和羰基与UO₂²⁺的配位作用。此外，密度泛函理论（DFT）计算进一步揭示了TPA-BH与UO₂²⁺的配位模式及其荧光猝灭机制。
这篇研究不仅为铀检测提供了新的技术手段，也为荧光探针的设计与应用提供了重要的理论依据和实践参考。