二氧化硫（SO2）是大气主要污染物之一，过量SO2的排放不仅会造成酸雨等严重的环境污染，还会威胁人体的健康，引起呼吸系统和神经系统等疾病。因此，探索快速高效检测SO2的荧光探针具有重要的研究价值和意义。金属有机骨架材料（Metal Organic Frameworks, MOFs）是一类具有周期性网状结构的晶体多孔材料，作为荧光探针已经在传感检测金属离子、有机小分子和芳香族炸药等分析物中得到广泛的应用。
我室曹达鹏教授团队在荧光Turn-On检测SO2方面取得了重要进展，他们通过对MOF-5材料进行氨基官能化得到MOF-5-NH2，制备出一种可以快速传感检测SO2及其衍生物的荧光探针，并将其组装成MOF荧光检测试纸，实现了SO2及其衍生物的实时响应和便携式检测。
SO2在溶液中一般以SO32-和HSO32-的形式存在。因此，他们使用MOFs材料检测溶液中的阴离子，如图1所示，MOF-5-NH2能够通过荧光Turn-On效应高选择性地检测出SO32-，而MOF-5则不能，说明氨基在MOFs材料荧光传感检测中发挥着重要的作用。
图1. 紫外灯下的荧光成像。（a）MOF-5-NH2材料荧光传感检测溶液中的阴离子；（b）MOF-5材料荧光传感检测溶液中的阴离子；（c）MOF-5-NH2荧光检测试纸传感检测溶液中的阴离子。
此外，他们组装的荧光检测试纸可以实时检测SO2气体，SO2气体能使MOF-5-NH2荧光试纸发生Turn-On效应，而其他气体则不能。值得一提的是，整个检测过程响应时间小于15 s，最低检测浓度达到50 ppb。
图2. MOF荧光检测试纸传感检测不同的气体
氨基官能化的MOFs材料MOF-5-NH2作为荧光Turn-On探针能够高选择性、灵敏性地检测SO2及其衍生物，首次实现了MOFs材料作为荧光探针传感检测SO2气体。这种氨基官能化的修饰为设计新型的荧光探针用于检测污染物方面提供了新的思路。相关成果近期发表在Analytical Chemistry（2018, 90, 3608-3614）上，该工作得到国家杰出青年科学基金以及国家自然科学基金重大研究计划的支持。