目前大多数化学发光反应都是“闪光”型光发射，发光在短时间内完成，限制了其在冷光源、分析化学和生物成像等方面的应用。高强度和长时间的“辉光”型化学发光一直是化学发光领域追求的目标。365足球体育app崔华教授课题组与马明明教授及南京大学王伟教授合作，成功制备了一种具有高强度和长时间化学发光的水凝胶，其发光在黑暗中肉眼可见，且持续时间长达150小时以上，并提出了新的“辉光”型化学发光机理-慢扩散控制的异相催化作用机理。相关研究成果于10月17日以“Fire?y-mimicking intensive and long-lasting chemiluminescence hydrogels”为题，在线发表于《Nature Communications》上（Nat. Commun., 2017, DOI:10.1038/s41467-017-01101-6）。

　　研究团队采用天然的壳聚糖、化学发光试剂N-(4-氨丁基)-N-乙基异鲁米诺（ABEI）和催化剂Co²⁺，制备了水凝胶。研究发现：99.8 % Co²⁺被固定在水凝胶骨架上，而89.5 % ABEI分散在水凝胶孔洞中。当加入氧化剂H₂O₂，其缓慢扩散进入水凝胶，被位于活性中心的催化剂Co²⁺分解产生活性自由基，接着与化学发光试剂反应产生化学发光。由于Co²⁺的螯合和异相化作用增强了其催化活性和稳定性，且具有微米/纳米孔洞和高粘度的水凝胶大大降低H₂O₂的扩散速度，从而产生了强而长的化学发光。本项工作在化学发光动力学和催化特性方面模拟了萤火虫生物发光，其发光时间明显优于现有的长时间化学发光体系，如酶参与的化学发光体系和过氧化草酸酯化学发光体系，且该水凝胶合成简单、环境友好、生物兼容性好，在冷光源、生物传感器、微芯片和生物成像等方面具有重要的应用潜力。

　　图注：化学发光水凝胶的制备及化学发光

　　中国科大博士研究生刘雅婷、博士后沈雯和博士研究生李琪为共同第一作者。本研究得到了科技部国家重点研发计划和国家自然基金委的支持。