水凝胶能对外部刺激做出响应，因此可作为刺激敏感材料用于传感器。然而现有的水凝胶传感器响应速度极慢，严重制约了其实际应用。例如Asher等提出的聚合胶态晶体阵列传感器是一种经典的水凝胶传感器，其响应时间长达几十分钟。显然这样的传感器不具有实用性。

  为此南开大学张拥军教授课题组提出了一种利用薄膜干涉现象，也就是Fabry-Perot干涉条纹的移动，来实现光学传感的新的水凝胶光学传感方法。在这种传感器中，水凝胶膜既作为敏感元件，又是传感元件。而且由于其厚度仅几百纳米至几微米，可在1分钟左右时间达到溶胀平衡，大大快于普通的水凝胶传感器。利用这一传感方法，他们实现了葡萄糖、温度、pH、赖氨酸、维生素B6等多种被分析物的快速光学传感。(Biomacromolecules, 2012, 13(1), 92-97; Polymer Chemistry, 2014, 5, 7081-7089; Materials Today Chemistry, 2016, 1–2, 7-14)

  最近他们又以伴刀豆球蛋白A（Con A）为葡萄糖敏感基元设计了新型的葡萄糖传感器。他们利用Con A和糖的特异结合性，利用层层组装方法制备了Con A/Dextran 水凝胶薄膜。首次观察到了这一薄膜在葡萄糖存在条件下的溶胀，并成功地通过Fabry-Perot干涉条纹的移动将其显示出来：

  这一传感器能很好地在生理条件下检测葡萄糖，在很宽的浓度范围内(0–70?mM)都具有很好的线性响应。更重要的是，与普通的水凝胶传感器不同，其响应速度非常快，10秒钟即可达到平衡：

  这一工作以“Thin hydrogel films based on lectin-saccharide biospecific interaction for label-free optical glucose sensing”为题发表于Sensors and Actuators B: Chemical, 2018, 272, 243-251。论文的第一作者为硕士研究生李倩。通讯作者为关英副教授和张拥军教授。

  论文链接：

  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S092540051831075X

  https://authors.elsevier.com/a/1X8mr_L2eewhaZ （免费下载，7月21日之前有效）