【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】非制式爆炸物的高靈敏現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)對(duì)保障國(guó)家安全和人民生命安全具有重要意義，同時(shí)也是分析檢測(cè)領(lǐng)域中的一大難點(diǎn)。中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所痕量化學(xué)物質(zhì)感知團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于痕量爆炸物現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)性能提升機(jī)制研究，在熒光探針結(jié)構(gòu)調(diào)控、非晶態(tài)納米材料調(diào)控、多模傳感材料構(gòu)建等提升檢測(cè)靈敏度及抗干擾性方面發(fā)展了系列解決方案(Angew. Chem. Int. Ed. 2022,e202203358、Adv. Mater. 2023,2300526、Adv. Mater. 2020,32,1907043、Adv. Sci. 2024,11,2309182、JACS Au,2024,4,545、Aggregate 2022,e260)。
 

　　團(tuán)隊(duì)近期針對(duì)過(guò)氧化爆炸物重要原料過(guò)氧化氫現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)靈敏度不足問(wèn)題，從提升識(shí)別位點(diǎn)活性和提升檢測(cè)產(chǎn)物熒光信號(hào)富集能力兩個(gè)角度出發(fā)，提出了“萘酰亞胺基熒光探針π共軛橋調(diào)控”和“納米纖維素與探針氫鍵作用”協(xié)同提升過(guò)氧化氫檢測(cè)靈敏度策略。基于過(guò)氧化氫的氧化特性，以硼酸為識(shí)別位點(diǎn)，以1,8-萘酰亞胺基為熒光團(tuán)，以噻吩、苯和呋喃為π共軛橋，設(shè)計(jì)合成了三種萘酰亞胺基熒光探針。研究發(fā)現(xiàn)，相較于其它兩個(gè)熒光探針，以噻吩為π共軛橋的MOHB-IMTP探針展現(xiàn)出最為顯著的熒光變化(熒光顏色從淺藍(lán)色變?yōu)辄S綠色)和最快的響應(yīng)速度(提升2倍)，該探針對(duì)H2O2的熒光檢測(cè)限為38.5 nM，且對(duì)氧化劑、氨基酸和常見(jiàn)的離子化合物等22種潛在共存物具有優(yōu)異的選擇性和抗干擾能力。在此基礎(chǔ)上，引入富含羥基的納米纖維素，基于氫鍵作用構(gòu)筑了MOHB-IMTP/納米纖維素膠體探針。通過(guò)獨(dú)立梯度模型(IGM)分析及實(shí)驗(yàn)，證實(shí)該膠體探針促使反應(yīng)產(chǎn)物在纖維素上聚集，有效的富集了熒光信號(hào)，達(dá)到信號(hào)擴(kuò)大提升檢測(cè)靈敏度的目的，檢測(cè)限降至4.0 nM。本研究提出的π共軛橋調(diào)控和納米纖維素信號(hào)富集策略，為痕量化學(xué)物質(zhì)高靈敏傳感材料設(shè)計(jì)提供了新的思路。
 

　　相關(guān)研究成果以“Precise Modulation of the π?Conjugated Bridge of Naphthalimide-Based Probes for High-Performance Fluorescent Sensing of H2O2”為題發(fā)表于《分析化學(xué)》(Analytical Chemistry)，中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所與新疆大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生姜若楠，中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所蔡珍珍副研究員為論文共同第一作者，祖佰祎研究員和竇新存研究員為共同通訊作者。該研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、新疆維吾爾自治區(qū)自然科學(xué)基金、天山創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)計(jì)劃、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)等項(xiàng)目的資助。
 

萘酰亞胺基熒光探針π共軛橋調(diào)控策略示意圖