Regeneron ISEF 2025 最高奖：MATS043 - 实时评估空气传播的有害风险

铀矿开采产生的污染物——空气中的二氧化硅和铀——导致美洲原住民和采矿社区自身免疫性疾病干燥综合征 (SS) 的患病率大幅上升。这些暴露会引发免疫失调和全身器官衰竭，而由于症状多变、生物标志物不可靠以及缺乏可用的检测工具，诊断往往被延误。现有的污染物检测方法成本高昂且依赖实验室，导致 SS 的诊断延迟平均超过六年，超过 50% 的病例仍未确诊。为了解决这一问题，RADAR 应运而生：一种新型固体基质比色材料，由高表面积多孔金属有机骨架 (MOF) Cu-BTC 构成，嵌入聚乙烯醇基质中，并用茜素红 S 和钼酸铵等试剂进行功能化，用于检测铀和二氧化硅。合成了5种功能化水平（20–100%）的薄膜，并将其暴露于受控的污染物浓度中。暴露15分钟后，薄膜会发生可见的色彩变化。通过1931色度归一化，将薄膜的sRGB值转换为透射率。在100%功能化水平下观察到具有统计学意义的检测结果，铀的检测限为0.1 mg/m³，二氧化硅的检测限为5 µg/m³，信噪比分别为5.25和3.79。Shapiro-Wilk检验（p> 0.05）验证了回归模型。结构分析显示表面积增加（p<0.05），而孔隙没有塌陷（p> 0.05），从而保持了分析物的扩散。RADAR提供了一种经济实惠、可解释的早期环境筛查工具，有助于减少服务欠缺社区的诊断延误。