CN101666748A - 一种荧光检测水相中tnt的新方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于寡聚芘衍生物的荧光淬灭来检测水相中痕量TNT的新方法，其内容包括：(1)通过化学方法和电化学技术合成出水溶性的寡聚芘衍生物，合成路线较为简便，产物纯化较易；(2)在表面活性剂的作用下，通过测量寡聚芘衍生物荧光响应信号的变化，实现对水介质中痕量TNT的灵敏检测。从原理上讲，本发明所涉及体系的传感性能是通过表面活性剂，使寡聚芘衍生物的聚集体结构得到破坏来控制的，所以为在水相中，基于共轭聚合物的目标分子的荧光检测提供了一种新方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种荧光检测2，4，6-三硝基甲苯(TNT)的新方法，属材料制备技术领域。
技术背景
水环境中(包括海水和地下水)的2，4，6-三硝基甲苯(TNT)和其它的爆炸物的检测对环境保护、修复和治理有着重要的现实意义。不仅如此，它也是一项有利于维护和保障国家和人民的生命安全的具有挑战性的工作。水中痕量的TNT可以通过具有低浓度检测能力的一些方法进行检测，如生物免疫分析法、与紫外检测器相连的高压液相色谱和基于抗体标记的传感器。然而，所有这些方法大都操作复杂、或成本昂贵、或缺少高灵敏性，或者难以实现水中痕量TNT的快速检测。
据文献报道，荧光淬灭也是的一种检测硝基芳香类爆炸物的高灵敏分析方法。目前已有很多材料被用于制作荧光传感器，如共轭聚合物，荧光小分子，染料掺杂的硅，及基于纳米尺寸的分子聚集体。然而，这类传感器在检测TNT时仍然具有一些很明显的缺点。第一，一般它们仅能实现对气相TNT分子的荧光检测；第二，制备此类传感器的材料合成路线通常较为繁琐、复杂。第三，共轭聚合物在水介质中有强烈的聚集倾向，极大减小了共轭聚合物的荧光量子产率，从而导致这类传感器对目标分子只具有很弱的敏感性和极差的可重复性。本发明采用化学合成和电化学聚合的方法，高产率地合成了一种水溶性的荧光共轭寡聚物，并且在水相中，通过其与表面活性剂的复合可高灵敏检测水相中的痕量TNT，为水相在实现高灵敏检测痕量TNT提供了一种新的技术和方法，同时丰富了荧光共轭聚合物的制备科学。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种水溶性荧光共轭寡聚物(水溶性共轭寡聚芘衍生物)的制备新方法并实现水相中的痕量TNT的检测。本发明的方法工艺简单可控，可重复性强。本发明最大优点在于通过化学合成和电化学聚合的方法，将极性基团修饰后的稠环芳香单体通过氧化聚合连接成线型、刚性的分子结构。然后，在水相中，通过这种水溶性寡聚物与表面活性剂的复合可高灵敏检测水相中的痕量TNT。从原理上来看，这种技术适合所有含稠环芳香单体结构的水溶性寡聚物的合成及对水相目标分子的荧光检测。
本发明所合成的寡聚物荧光探针分子的化学结构式为：
寡聚物名称：寡聚(N，N，N-三甲基-3-(4-(芘基-1-)丁酰氧基)丙基-1-溴化胺)合成路线如下：
化合物1 化合物2 化合物3 化合物4
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：基于该荧光共轭寡聚物荧光探针的制备方法包括以下具体步骤：
1)化合物1的合成：在50mL的圆底烧瓶中加入芘丁酸(200mg，0.694mmol)及20mL二氯甲烷，并加入一滴N，N二甲基甲酰胺作为催化剂。混合溶液用冰水浴冷却。
然后，在10min内逐步滴加入0.18mL草酰氯(2.08mmol)。反应8h后经旋转蒸发除去溶剂。之后加入50mL甲苯后，再经旋转蒸发后得到淡琥珀色的粗产品。将该产物用甲苯和正己烷的混合溶剂(v/v＝1/1)于-20℃下重结晶纯化24h，最后得到白色的晶体，产率98％(207mg)，熔点：89-90℃；
2)化合物2的合成：将碳酸钾(75mg，0.694mmol)和芘丁酰氯(200mg，0.652mmol)溶解在5mL二氯甲烷中并加入一滴N，N二甲基甲酰胺作为催化剂。然后，在5分钟内，逐步滴加0.2mL 2-溴丙醇(1.041mmol)。混合溶液用冰水浴冷却并磁力搅拌26h。待反应结束后，浓缩混合溶液，然后用3×40mL 5％碳酸钾水溶液(重量比)和3×40mL水溶液反复洗涤三次，并放入真空烘箱中干燥。该粗产物以氯仿为洗脱剂采用硅胶柱进行纯化，得白色粉末，213mg，产率：80％。熔点：84-86℃；
3)化合物3的合成：化合物2的电化学聚合在EG&G普林斯顿应用研究所制造的273A和电化学综合分析仪上进行。工作电极和对电极是一对平行放置的面积为1.0cm2的铂电极，它们间的垂直距离为1.0cm。参比电极为新制备的自制的Ag/AgCl。典型的电解液为5mmoL-1化合物2的三氟化硼乙醚溶液。聚合前，首先在电解液通入高纯氮气，然后在0.6V(vs.Ag/AgCl)的工作电压下电化学聚合50小时。反应结束后，将聚合膜从铂电极上剥下，并立即用无水乙醚清洗。所得的产物在真空条件下干燥，得到13.7mg产物，产率为40％；
4)化合物4(荧光共轭寡聚芘衍生物)的合成：将1.5mL三甲胺加入到化合物3(75mg)的四氢呋喃(2mL)溶液中。混合液在室温条件下搅拌50h。然后在减压条件下将溶剂除去。得到的固体样品用四氢呋喃清洗三次，然后在真空条件下干燥，得到15.4mg产物，产率为98％；
5)荧光共轭寡聚合物/表面活性剂(十二烷基硫酸钠，SDS)复合物的制备是将两组份直接在水相中混合得到的。共轭寡聚合物的浓度为5×10-7mol L-1，表面活性剂浓度为6-8.2×10-3mol L-1。该检测液即可用于水相TNT样品的荧光分析。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1.与现有制备技术相比，本发明所制备的荧光共轭寡聚芘衍生物是通过化学合成和电化学聚合得到的水溶性寡聚物；
2.与现有制备技术相比，本发明通过将荧光共轭寡聚芘衍生物及表面活性剂，十二烷基硫酸钠，在水相中复合，可以极大提高荧光共轭寡聚合物的量子产率，从而实现水相中TNT的高灵敏荧光检测。；
3.合成方法较为简单可控，重复性强。
附图说明
图1为本发明所合成的荧光共轭寡聚芘衍生物的荧光发射和紫外吸收光谱图；
图2为本发明实施例一为在表面活性剂的作用下，纯水介质中的TNT对荧光共轭寡聚芘衍生物的荧光淬灭图；
图3为本发明实施例一为在表面活性剂的作用下，自来水介质中的TNT对荧光共轭寡聚芘衍生物的荧光淬灭图；
图4为本发明实施例一为在表面活性剂的作用下，地下水中的TNT对荧光共轭寡聚芘衍生物的荧光淬灭图；
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例一
称取适量合成的共轭寡聚芘衍生物，及十二烷基硫酸钠，置于5mL试剂瓶中，用超纯水溶解。共轭寡聚合物在此溶液中的浓度为5×10-7mol L-1，表面活性剂浓度为6×10-3mol L-1。类似地，称取适量的TNT，溶解在超纯水中，并配制成浓度为5×10-5 mol L-1溶液。共轭寡聚芘衍生物检测液对不同剂量的TNT的荧光响应，于25℃下，用FL 4600型荧光仪对荧光传感体系在465nm处的荧光强度进行记录而得到。图2描述了共轭寡聚芘衍生物水溶液荧光淬灭光谱与TNT浓度间的依赖关系，表明在SDS的水溶液中，痕量TNT即可强烈淬灭共轭寡聚芘衍生物的荧光信号，检测限可达8.5×10-8mol L-1。
实施例二
称取适量合成的共轭寡聚芘衍生物，及十二烷基硫酸钠，置于5mL试剂瓶中，用自来水溶解。共轭寡聚合物在此溶液中的浓度为5×10-7mol L-1，表面活性剂浓度为7.5×10-3molL-1。类似地，称取适量的TNT，溶解在自来水中，并配制成浓度为5×10-5mol L-1溶液。共轭寡聚芘衍生物检测液对不同剂量的TNT的荧光响应，于25℃下，用FL 4600型荧光仪对荧光传感体系在465nm处的荧光强度进行记录而得到。图2描述了共轭寡聚芘衍生物水溶液荧光淬灭光谱与TNT浓度间的依赖关系，表明在SDS的水溶液中，痕量TNT即可强烈淬灭共轭寡聚芘衍生物的荧光信号，检测限可达8.5×10-8mol L-1。。
实施例三
称取适量合成的共轭寡聚芘衍生物，及十二烷基硫酸钠，置于5mL试剂瓶中，用地下水(青岛大学校园内)溶解。共轭寡聚合物在此溶液中的浓度为5×10-7mol L-1，表面活性剂浓度为8.2×10-3mol L-1。类似地，称取适量的TNT，溶解在地下水中，并配制成浓度为5×10-5mol L-1溶液。共轭寡聚芘衍生物检测液对不同剂量的TNT的荧光响应，于25℃下，用FL 4600型荧光仪对荧光传感体系在465nm处的荧光强度进行记录而得到。图2描述了共轭寡聚芘衍生物水溶液荧光淬灭光谱与TNT浓度间的依赖关系，表明在SDS的地下水溶液中，痕量TNT即可强烈淬灭共轭寡聚芘衍生物的荧光信号，检测限可达8.5×10-8mol L-1。
本发明提出了一种新荧光检测水相中TNT的方法，通过化学合成和电化学聚合可得到的水溶性寡聚芘衍生物，并将其与表面活性剂复合可对水相中痕量TNT进行检测。本发明的所涉及的工艺简单可控，并具有很好的可重复性，与现有技术制备荧光分子的路径相比，本发明中的共轭寡聚芘衍生物是通过化学合成和电化学聚合得到的，方法较为简便，产品的纯化也较易。而且这类分子较难通过常规的化学合成方法得到。
Claims (10)
1、一种荧光检测2，4，6-三硝基甲苯(TNT)的新方法，其包括以下具体步骤：
1)化合物1的合成：以N，N二甲基甲酰胺作为催化剂，将芘丁酸与草酰氯进行反应；
2)化合物2的合成：以N，N二甲基甲酰胺作为催化剂，将化合物1与1-溴丙醇进行反应；
3)化合物3的合成：在EG&G普林斯顿应用研究所制造的273A和电化学综合分析仪上，将化合物2进行电化学聚合；
4)化合物4(荧光共轭寡聚芘衍生物)的合成：将化合物3与三甲胺进行反应；
5)荧光共轭寡聚合物/表面活性剂(十二烷基硫酸钠，SDS)复合物的制备是将两组份直接在水相中混合得到的。共轭寡聚合物的浓度为5×10-7mol L-1，表面活性剂浓度为6-8.2×10-3mol L-1。该检测液即可用于水相TNT样品的荧光分析。
2、根据权利要求1所述的检测水介质中痕量TNT的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，化合物1的合成原料选自：芘丁酸、草酰氯。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，化合物1的合成的催化剂选自：N，N二甲基甲酰胺。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，化合物1的合成原料选自：1-溴丙醇。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，化合物2的合成的催化剂选自：N，N二甲基甲酰胺。
6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，聚合溶剂选自：三氟化硼乙醚溶液。
7、根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，工作电压为：0.6V。
8、根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，参比电极选自：Ag/AgCl。
9、根据权利要求2所述的制备寡聚物的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，进行了电化学聚合。
10、根据权利要求1所述的基于寡聚物的检测方法，其特征在于：所述步骤(5)中，荧光共轭寡聚合物与表面活性剂(十二烷基硫酸钠，SDS)在水相中复合，并用于TNT的检测。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN102965098A (zh) * | 2012-11-26 | 2013-03-13 | 南京邮电大学 | 有机纳米棒的组装及其在荧光检测水溶液中爆炸物的应用 |
| CN103091293A (zh) * | 2013-01-15 | 2013-05-08 | 华南理工大学 | 基于荧光传感快速检测水中硝基苯类爆炸物的方法和应用 |
| CN103343424A (zh) * | 2013-07-25 | 2013-10-09 | 中国科学院新疆理化技术研究所 | 硝基爆炸物蒸汽检测用荧光纳米网状纤维膜及制备方法 |
| CN104155272A (zh) * | 2014-07-23 | 2014-11-19 | 北京理工大学 | 一种用方酰胺衍生物检测tnt炸药的方法 |
-
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102565019A (zh) * | 2012-01-05 | 2012-07-11 | 吉林省公安厅物证鉴定中心 | 一种微型化便携式tnt类爆炸物检测仪 |
| CN102965098A (zh) * | 2012-11-26 | 2013-03-13 | 南京邮电大学 | 有机纳米棒的组装及其在荧光检测水溶液中爆炸物的应用 |
| CN103091293A (zh) * | 2013-01-15 | 2013-05-08 | 华南理工大学 | 基于荧光传感快速检测水中硝基苯类爆炸物的方法和应用 |
| CN103343424A (zh) * | 2013-07-25 | 2013-10-09 | 中国科学院新疆理化技术研究所 | 硝基爆炸物蒸汽检测用荧光纳米网状纤维膜及制备方法 |
| CN103343424B (zh) * | 2013-07-25 | 2015-08-12 | 中国科学院新疆理化技术研究所 | 硝基爆炸物蒸汽检测用荧光纳米网状纤维膜及制备方法 |
| CN104155272A (zh) * | 2014-07-23 | 2014-11-19 | 北京理工大学 | 一种用方酰胺衍生物检测tnt炸药的方法 |
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