近日，我院光纤传感器与应用技术研究所以“From simulation to experiment: A Sagnac interference-based double holes optical fiber sensor for ultrasensitive Cu(II) detection（从仿真到实验：一种基于双孔光纤Sagnac干涉的用于超灵敏检测铜离子的光纤传感器）”为题，在国际著名期刊《Sensors and actuators B-chemical》（中科院一区Top、IF：7.7）上发表论文，其中蔡忆副教授为论文的通讯作者、博士生陈强为论文的第一作者，东北大学为论文的第一完成单位。

在矿产资源开采、电池等行业的发展过程中，较多种类的重金属离子被排放在自然界，最终通过饮用水被人体囤积，导致疾病产生。其中，铜离子（Cu²⁺）是一种较常见的重金属离子，较多的Cu²⁺囤积会损害人体神经系统，导致阿尔兹海默症的产生。因此，在液体环境中实现对Cu²⁺的高灵敏度、高选择性的检测，对环境保护和公共卫生具有重要意义。

相较于传统质谱、色谱等检测方法，光纤Sagnac干涉传感器具备实时监测、灵敏度高、抗电磁干扰等优势，被认为是液态环境中金属离子检测的最具潜力的技术之一。然而，受光纤热光学效应的影响，温度波动容易导致Sagnac干涉谷的偏移，导致检测结果的不准确。针对这一问题，研究团队采用双孔光纤作为传感单元，使用氢氟酸去除双孔光纤的外包层，从而将双孔区域与外界相连；合成并表征了乙二胺四乙酸接枝壳聚糖衍生物（EDTA-CS），并使用氢键键合的方式将其与氢氟酸腐蚀的双孔光纤结合，并完成Cu²⁺离子印记处理，以增强其对于Cu²⁺的选择性螯合能力。实验结果表明，该传感器对于Cu²⁺表现出卓越的检测性能，在10^-15-10^-6 M的铜离子浓度范围内，其最大灵敏度达到12.08×10⁹ nm/μM，平均灵敏度达到129.96 nm/μM，并表现出良好的选择性、稳定性和重复性。所用双孔光纤的光热效应不明显，因此该传感器免疫于温度干扰，从而实现精准检测铜离子。

该传感器兼具实时监测、灵敏度高、抗电磁干扰的优势，所提出的技术平台可通过离子印记材料的替换，进一步开展对铅、镉等重金属离子的检测。氢氟酸腐蚀方法的采用为光纤传感器的制备提供新的途径，有望推动实验方法的进一步发展。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400525004678

（编辑：周宣任 审核：陈茂庆）