[發明專利]一種有機熒光分子及其制備方法、熒光傳感器及其應用、標準熒光卡片

有效

• 申請號: 202010932956.0
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN112062752B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 張明;李峰;鄭平
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C07D401/14
• 分類號: C07D401/14;C07D417/14;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發明提供了一種有機熒光分子及其制備方法、熒光傳感器及其應用、標準熒光卡片，屬于熒光傳感技術領域。本發明提供的有機熒光分子的骨架由2,2′:6′,2″三聯吡啶(TPY)和給電子基團構成，TPY基團作為電子受體基團，在引入給電子基團(即式I中的A基團)后，可形成分子內的電荷轉移態(CT)，構建出給體?受體型有機熒光材料；同時TPY基團還可以作為傳感反應的識別位點對親電的神經毒劑分子進行檢測。該有機熒光分子制成傳感器后，可以實現對液相和氣相痕量沙林毒劑(Sarin)和/或氯磷酸二乙酯(DCP)的高效快速的熒光/生色雙通道檢測，響應速度快、選擇性好、靈敏性高以及可重復使用。

技術領域

本發明涉及熒光傳感技術領域，尤其涉及一種有機熒光分子及其制備方法、熒光傳感器及其應用、標準熒光卡片。

背景技術

神經性毒劑包括G型神經毒劑(沙林、梭曼和塔崩)和V型神經毒劑(例如VX)，它們是一類劇毒的有機磷酸酯類化合物，由于它們能不可逆地抑制生物體內神經突觸中乙酰膽堿酯的活性，使得乙酰膽堿酯酶在體內過量積蓄，導致肌肉只會收縮而無法擴張，從而引起神經功能嚴重紊亂。因其毒性強，作用快，加之性質穩定，容易生產，因此常常被用于制備致命的化學戰劑。沙林，學名甲氟膦酸異丙酯，是一種劇毒且易揮發的液體。沙林毒氣會對生命和環境構成巨大傷害，同樣也嚴重威脅著人們的安全。因此，目前迫切需要開發出快速、有效、高靈敏度、高選擇性并且適宜實時實地的便攜化檢測技術用于沙林毒氣的檢測。

目前，已經開發了基于各類儀器和化學檢測技術對于神經性毒劑的檢測，如氣質聯用(GC-MS)和液質聯用(LC-MS)、表面增強拉曼散射、質譜分析法、電化學傳感器、離子遷移譜分析、生物檢測技術和顯色法等。但這些技術在檢測過程中依然存在一些缺陷，例如成本高、操作復雜、檢測耗時長、儀器大型化導致難以實現就地的現場檢測等問題。相比于已有的檢測方法，熒光檢測擁有實時準確、靈敏度高、響應快速、高選擇性、操作簡單和成本低廉等優點而受到人們的廣泛關注。除此之外，熒光薄膜傳感器還可以比較容易地置于手持設備中，便于對毒氣的現場實時檢測。另外，負載于濾紙基的熒光傳感器因為其成本低、輕便、便于攜帶和環境友好等特點，也越來越受到人們的青睞。

目前，科研人員已經開發出了多種檢測沙林毒氣的熒光化學傳感器。例如Pilato課題組[van Houten KA,Heath DC,Pilato RS.JAm Chem Soc,1998,120:12359–12360]，Swager課題組[Zhang SW,Swager TM.JAm Chem Soc,2003,125:3420–3421]以及Rebek課題組[Dale TJ,Rebek J.J Am Chem Soc,2006,128:4500–4501]通過將羥基引入熒光傳感分子中，通過羥基磷酸酯化-分子內環化反應產生的熒光信號變化，實現了較高靈敏度和高選擇性的神經毒劑及其模擬物的檢測，但是這種方法由于其反應速度比較慢，導致了熒光變化信號需要的響應時間通常在幾十秒以上。Che課題組[Liu X,Gong Y,Zheng Y,Xiong W,Wang C,Wang T,Che Y,Zhao J.Anal Chem,2018,90:1498–1501]發開了一種末端連有羥基的納米纖維材料，通過接觸神經毒劑分子后纖維表面的羥基振動，導致熒光增強，這種檢測機理可以實現高選擇性、高靈敏性和快速檢測神經毒劑的模擬物，但是這種方法缺少重復利用性，對熒光傳感器的實際應用造成了很大障礙。Phillips課題組[Sun X,Reuther JF,Phillips ST,Anslyn EV.Chem Eur J,2017,23:3903-3909]和Anslyn課題組[Sun X,Dahlhauser SD,Anslyn EV.JAm Chem Soc,2017,139:4635-4638]通過引用吡啶或者有機胺，通過利用自傳播反應實現了熒光信號放大，用于檢測神經性毒劑解離的F離子，從而確定了神經毒劑的濃度，雖然實現了熒光信號的放大，但是依然需要較長的反應時間(幾十分鐘)才能完成信號放大的過程。