CN110746311B - 一种纳米荧光传感材料及其荧光传感薄膜和薄膜阵列、制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纳米荧光传感材料及其荧光传感薄膜和薄膜阵列、制备方法和应用。本发明提供的分类检测痕量爆炸物的荧光传感薄膜阵列通过设计具有不同亲电性基团的小分子,分别在良性溶剂与不良溶剂的混合液中自组装得到自组装体,由自组装体制备荧光传感薄膜及荧光传感薄膜阵列,对痕量爆炸物具有高选择性,并且对不同种类爆炸物进行分类,对于痕量爆炸物种类具有一定的扩展性。由于其高选择性和分类能力,该纳米荧光传感材料的薄膜阵列能够灵敏检测出混合物中具有爆炸能力的有效成分,与现有痕量爆炸物检测方法与装置相比,具有更多优势。
Description
技术领域
本发明涉及荧光传感薄膜材料技术领域,尤其涉及一种纳米荧光传感材料及其荧光传感薄膜和薄膜阵列、制备方法及在分类检测痕量爆炸物中的应用。
背景技术
自1864年诺贝尔发明安全炸药以来,炸药在近代社会发展中特别在军事领域,航空航天领域,基础设施建设领域和一些工业领域,发挥了极其重要的作用,然而,随着炸药应用范围的拓广、爆炸物新品种的出现以及新炸药技术发明,痕量爆炸物的安全管理问题变得越来越重要。
自上世纪90年代起,针对痕量爆炸物的以聚合物材料为主的荧光检测技术受到了越来越多的重视和研究,并且成功地被商业化,代表产品有美国FLIR公司的FIDO系列产品。这些聚合物材料具有和痕量爆炸物(例如TNT)匹配的能级结构,它们之间可以发生诸如电荷转移、溶剂化作用、化学反应等相互作用。因此,通过观察荧光传感器中敏感材料的荧光变化趋势和幅度,即可以判断是否存在痕量爆炸物并推测其剂量。其优点在于大部分痕量爆炸物均具有类似的化学结构和相近的能级结构,因而能对广泛种类的痕量爆炸物产生响应。由于只对特定结构和能级的痕量爆炸物产生响应,所以这类传感器也具有优异的抗干扰性和对痕量爆炸物混合物的检测能力。但是,传统的荧光传感器材料对于不同痕量爆炸物的响应表现均类似,表现为荧光的淬灭,因而难以对不同种类的痕量爆炸物进一步区分。而随着日益恶化的安全环境,包括对于可疑痕量爆炸物的分类能力等更高的现场快速检测需求不断被提出。面对这种情况,一种较为直接的方法是针对不同痕量爆炸物类型重新设计具有特定响应的材料。但是这种方法往往费时费力,新材料的表现亦不能保证具有要求的选择性和灵敏度。并且随着对痕量爆炸物材料分类要求的增多,之前已经定型的材料仍可能需要重新设计,可扩展性较差。
因此,提供一种对不同痕量爆炸物具有选择性的传感材料以实现对痕量爆炸物进行分类检测,是本领域需要解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种纳米荧光传感材料及其荧光传感薄膜和薄膜阵列、制备方法和应用,本发明提供的分类检测痕量爆炸物的荧光传感薄膜阵列通过设计具有不同亲电性集团的小分子,实现了对不同种类痕量爆炸物的分类能力,并且对于痕量爆炸物种类具有一定的扩展性。
根据本发明的一个方面,提供了一种纳米荧光传感材料,纳米荧光传感材料的分子结构如下式所示:
其中,R1为-H或饱和烷基;R2为-OR、-SR、-NRR、-OCOR、-COOR、-COR、-R、-CkFmH2k+1-m(1≤m≤2k+1,0≤k≤16,且m和k为整数)、-CN、-NO2或-C≡CR;n取大于或等于1的整数,其中R为-H或饱和烷基。
优选地,n=1-10。
优选地,R1为-H或者碳数不超过16的支链或支链饱和烷基。
根据本发明的另一个方面,提供了一种荧光传感薄膜的制备方法,包括以下步骤:
1S) 将上述纳米荧光传感材料溶解于溶剂A,然后加入溶剂B,震荡后静置,得到纳米荧光传感材料自组装体;
2S)将所述纳米荧光传感材料自组装体,去除溶剂,转移至基质上,得到荧光传感薄膜;
其中,溶剂A为所述纳米荧光传感材料的良性溶剂,溶剂B为所述纳米荧光传感材料的不良溶剂,以上溶剂可以为纯净物或者混合物。
优选地,所述纳米荧光传感材料的良性溶剂为二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、氯苯或溴代苯,所述纳米荧光传感材料不良溶剂为水、环己烷、正己烷、甲醇、乙醇、丙酮、异丙醇、四氢呋喃、乙醚、二氧六环中的一种或多种。
根据本发明的第三方面,提供了一种荧光传感薄膜,利用上述荧光传感薄膜的制备方法制得。
根据本发明的第四方面,提供了一种荧光传感薄膜阵列,包括由p种上述纳米荧光传感材料制成的上述荧光传感薄膜,其中p取大于等于2的整数,纳米荧光传感材料的分子结构中R2具有不同的亲电性。
根据本发明的第五方面,提供了一种上述荧光传感薄膜在检测痕量爆炸物中的应用。
根据本发明的第六方面,提供了一种上述荧光传感薄膜检测痕量爆炸物的方法,包括以下步骤:
1S) 取少量不同待检测样品;
2S)用所述荧光传感薄膜依次或同时接触不同待测样品,同时使用波长300nm-450nm光源激发材料荧光;
3S)根据各样品2-10秒内的荧光淬灭率,淬灭率计算方法为Q=(I0(t)-I(t))/ I0(t),其中I(t)表示在接触被检测物质t秒时荧光材料的荧光值,I0(t)表示在接触被检测物质前荧光变化趋势在t时刻的外推值。判断该样品是否为爆炸物的方法是,该样品2-10秒内的荧光淬灭率达到0.2%以上,则判定被检测物质为爆炸物。
根据本发明的第七方面,提供了一种上述荧光传感薄膜阵列分类检测痕量爆炸物的方法,包括以下步骤:
1S)确定样品为如权利要求9步骤3S)中所述的爆炸物;
2S)将爆炸物与所述荧光传感薄膜阵列接触后,分别记录2-10秒内与荧光传感薄膜阵列中的p种荧光传感薄膜接触的荧光淬灭率的值Q11、Q12、……Q1p,在p维坐标轴上形成坐标点P(Q11、Q12……Q1p),其中p取大于等于2的整数;
3S)利用荧光传感薄膜阵列检测q种已确定为爆炸物的样品,分别记录2-10秒内的荧光淬灭率的值Qq1、Qq2、……Qqp构成的p维坐标点P,通过已知标准爆炸物进行线性分类方法或者逻辑分类方法对q种爆炸物在p维中进行空间划分,并且记录坐标变换方法;
4S)对于未知检测物,先通过P未知点的m维Q值确定是否为爆炸物,再通过3S)中对应的坐标变换方法对P未知点进行计算,观察P未知的判断结果与某一类爆炸物最为类似,则判断为该类爆炸物。
痕量爆炸物的快速准确检测具非常重要的实用意义,其在军事、安防、公安等领域都具有非常广泛的需求。违法犯罪分子通常采用多种手段藏匿痕量爆炸物,因此残留在人员、物品上的痕量爆炸物就成为了检测重点。但是,痕量爆炸物的种类繁多,痕量爆炸物的化学组成、来源、敏感程度也不尽相同。本发明能够进行痕量爆炸物现场分类对报警后的排爆处理起到重要参考意义,同时对一线使用人员个人安全防护也具有非常重要的意义。痕量爆炸物在实际使用时,通常需要与其他炸药或者塑化剂、钝化剂等混合使用,进一步增加了检测难度。
本发明采用具有苯环-芴为主体的分子结构,通过在苯环上设计具有不同亲电性的取代基来调控整个分子的极性,再通过小分子自组装的方法使用不同的分子构建出具有大比表面积的纳米聚集体以提高检测灵敏度。使用这些材料时,通过定量计算这些材料对于特定痕量爆炸物种类的淬灭率范围,然后使用线性分类方法或者逻辑分类方法(多变量线性回归,随机森林,逻辑回归,主成分分析-马氏距离分析等),对淬灭率划定一定范围,并且得到每种爆炸物归属的范围,即可实现对不同痕量爆炸物种类的区分。对于未知检测样品,一旦其符合淬灭率要求,并且落入特定爆炸物的已划定区间,则可以判断未知检测样品为该类爆炸物。
本发明中纳米荧光传感材料的合成方法为以链延长的方式制备苯环-芴的交替寡聚体的过程,反应过程如下:
1、链延长过程
首先使用摩尔量过量(优选为2~3倍)的硼酯取代芴(二碘代苯)与二碘代苯(硼酯取代芴)进行Suzuki偶联反应,得到带有2个芴(R2取代的苯环)和1个R2取代的苯环(芴)的结构。然后再使用摩尔量过量(优选为2~3倍)的二碘代苯(硼酯取代芴)与上一步的反应产物继续进行Suzuki偶联反应,得到更长的化学结构。循环重复以上过程,直到得到的分子具有n个芴结构并且有n-1个R2取代的苯环结构。此时,在该寡聚分子两侧,应包含两个取代于芴结构的硼酯单元。
2、链终止过程
当需要停止上述过程时,使用摩尔量过量(优选为2~3倍)的碘代苯与经上述反应得到的芴结构的硼酯单元进行偶联反应,即可得到最终目标产物。
本发明提供一种纳米荧光传感材料的合成方法,芴基团的星号标注位置为卤素即为二卤代芴,采用二卤代芴为起始反应物,使用二联硼酯与二卤代芴反应得到硼酯取代芴,再由硼酯取代芴与二碘代苯进行Suzuki偶联反应,得到用于检测痕量爆炸物的荧光纳米材料,其中,硼酯代苯R2基团位置可以为邻、间、对位。
二卤代芴 X=Br,I
硼酯取代芴基团
碘代苯基团
具体包括如下步骤:
S1)单体芴结构增加R1链:将二卤代芴溶解于二甲基甲酰胺中配制成二卤代芴溶液,向二卤代芴溶液中依次加入氢化钠、溴代的R1脂肪烃形成反应体系,搅拌10-15h,萃取,重结晶,得到目标产物I;
S2)单体芴结构硼酯化:取目标产物I、醋酸钾、二联硼酯化合物、[1,1'-双(二苯基膦)二茂铁]二氯化钯二氯甲烷络合物溶解于1,4-二氧六环中,在60-95℃条件下保温5-18h,萃取,柱色谱分离,得到目标产物II;
S3)链延长过程:将目标产物II、R2取代的二卤代苯、四(三苯基膦)钯、碳酸钾加入1,4-二氧六环中,通入氩气保护,加热至75-90℃保温11-15h,萃取,柱色谱分离,得到目标产物III;根据寡聚体长度m的选择,此处重复用II与III反应后,再与R2取代的二卤代苯反应,得到目标长度的寡聚体IV。
S6) 链终止过程:将目标产物IV、R2取代的一卤代苯、四(三苯基膦)钯、碳酸钾加入1,4-二氧六环中,通入氩气保护,加热至75-90℃保温11-15h,萃取,柱色谱分离,得到最终目标产物VI。
本发明的有益效果如下:
本发明采用纳米荧光传感材料制成的荧光传感薄膜阵列用于分类检测痕量爆炸物,对来源、起爆方法、危险程度不同的多种痕量爆炸物均能进行检测并分类,为痕量爆炸物种类提供参考信息,在实际应用过程中,能够为痕量爆炸物现场检测提供合理的排爆方式,疏散范围,提高了对于痕量爆炸物现场检测人员的安全保障,与现有痕量爆炸物检测方法与装置相比,具有更多优势。
本发明的纳米荧光传感材料检测痕量爆炸物的分类信息可为进一步的实验分析提供参考。
本发明的纳米荧光传感材料对于痕量爆炸物的荧光传感技术,相较于传统的离子迁移谱技术,具有高灵敏度、高选择性、响应迅速、便携化、无放射源、抗环境干扰性高等诸多特点。本发明中的用于分类检测痕量爆炸物的荧光纳米材料及其使用方法兼容于已有的聚合物荧光痕量爆炸物检测手段,因此可以方便地继承该种检测手段的优点。
本发明实现了对大部分痕量爆炸物的分类检测,使得荧光传感技术对于痕量爆炸物的检测能力进一步提高。
本发明提供的用于分类检测痕量爆炸物的荧光纳米材料具有高选择性,针对具有爆炸能力的有效成分进行检测,因而对含有痕量爆炸物的混合物依然有良好的检测效果。解决了离子迁移谱技术由于其自身原理的限制,即对于混合物的分辨能力较弱,而常见炸药在使用时一般都是以混合物形式存在的,因而在实际使用中会出现一些误报的问题。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了本发明实施例中R2为-NRR的用于分类检测痕量爆炸物的荧光纳米材料的形貌图。
图2示出了本发明实施例中R2为-CN的用于分类检测痕量爆炸物的荧光纳米材料的形貌图。
图3示出了-NRR取代的纳米材料和-CN取代的纳米材料的荧光表征图。
图4示出了-NRR取代的纳米材料和-CN取代的纳米材料对于黑火药的荧光响应。
图5示出了-NRR取代的纳米材料和-CN取代的纳米材料对于TNT的荧光响应。
图6示出了-NRR取代的纳米材料和-CN取代的纳米材料对于RDX的荧光响应。
图7示出了黑火药、TNT和RDX对于-NRR取代的纳米材料和-CN取代的纳米材料的荧光淬灭率和分类检测示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征向量可以相互任意组合。
本发明的用于检测痕量爆炸物的荧光传感薄膜的制备方法,
1S) 将如权利要求1所述荧光纳米材料溶解于溶剂A,配制成0.1~10mol/L的溶液,然后加入溶剂B,反应体系中溶剂A与溶剂B的体积比为1 : 5~10,震荡后,静置5-36 h,得到荧光纳米材料自组装体;
2S)将所述荧光纳米材料自组装体,去除溶剂,转移至基质上,得到荧光传感薄膜;
其中,溶剂A为所述纳米荧光传感材料的良性溶剂,溶剂B为所述纳米荧光传感材料的不良溶剂,以上溶剂可以为纯净物或者混合物。
优选地,所述纳米荧光传感材料的良性溶剂为二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、氯苯或溴代苯,所述纳米荧光传感材料不良溶剂为水、环己烷、正己烷、甲醇、乙醇、丙酮、异丙醇、四氢呋喃、乙醚、二氧六环中的一种或多种。
根据上述方法制备得到的荧光传感薄膜用于检测痕量爆炸物的方法,包括以下步骤:
1S) 取少量不同待检测样品;
2S)用所述荧光传感薄膜依次或同时接触不同待测样品,同时使用波长300nm-450nm光源激发材料荧光;
3S)根据各样品2-10秒内的荧光淬灭率,淬灭率计算方法为Q=(I0(t)-I(t))/ I0(t),其中I(t)表示在接触被检测物质t秒时荧光材料的荧光值,I0(t)表示在接触被检测物质前荧光变化趋势在t时刻的外推值。判断该样品是否为爆炸物的方法是,该样品2-10秒内的荧光淬灭率达到0.2%以上,则判定被检测物质为爆炸物。
根据上述方法制备得到的荧光传感薄膜阵列用于分类检测痕量爆炸物的方法,包括以下步骤:
1S)确定样品为爆炸物;
2S)将爆炸物与所述荧光传感薄膜阵列接触后,分别记录2-10秒内与荧光传感薄膜阵列中的p种荧光传感薄膜接触的荧光淬灭率的值Q11、Q12、……Q1p,在p维坐标轴上形成坐标点P(Q11、Q12……Q1p),其中p取大于等于2的整数;
3S)利用荧光传感薄膜阵列检测q种已确定为爆炸物的样品,分别记录2-10秒内的荧光淬灭率的值Qq1、Qq2、……Qqp构成的p维坐标点P,通过已知标准爆炸物进行线性分类方法或者逻辑分类方法(多变量线性回归,随机森林,逻辑回归,主成分分析-马氏距离分析等)对q种爆炸物在p维中进行空间划分,并且记录坐标变换方法;
4S)对于未知检测物,先通过P未知点的m维Q值确定是否为爆炸物,再通过3S)中对应的坐标变换方法对P未知点进行计算,观察P未知的判断结果与某一类爆炸物最为类似,则判断为该类爆炸物。
实施例
实施例1
薄膜阵列包括由2种纳米荧光传感材料制成的2种荧光传感薄膜,2种纳米荧光传感材料的分子结构式中,n均取1,R1均为正辛烷基。第一种材料的R2为-NRR,其中R为正辛烷基;第二种材料的R2为-CN。其化学结构如图所示。
将上述2种纳米荧光传感材料分别用氯仿溶解,配制成浓度为2mg/mL的氯仿溶液,将上述两种溶液分别与甲醇以体积比1 : 10比例混合并进行震荡搅拌5分钟,将该混合液静置24h后,分别得到2种荧光纳米材料自组装体;将荧光纳米材料自组装体,分别去除溶剂,转移至基质上,得到2种荧光传感薄膜组成的薄膜阵列。
通过扫描电子显微镜,可以观察到-NRR取代的纳米材料的典型形貌如图1所示,-CN取代的纳米材料的典型形貌如图2所示。-NRR取代的小分子产生的纳米线具有500-1500纳米宽度,数十微米长度。而-CN取代的小分子产生的纳米线具有较大的刚性,50-250纳米宽度,数微米长度。
将实施例1的-NRR取代的纳米材料、-CN取代的纳米材料分别进行荧光表征,其结果如图3所示。这两种材料均具有高效的蓝色荧光。具体地,图3中实线数据为-NRR分子的纳米材料的荧光光谱,其主发射峰在405~410nm附近。虚线数据为-CN分子的纳米材料荧光光谱,其主发射峰在430~435nm附近。
本发明实施例1中制备得到的-NRR取代的纳米材料、-CN取代的纳米材料对不同种类痕量爆炸物分子的检测。
将-NRR取代的纳米材料、-CN取代的纳米材料先后涂附于同一根长80mm的石英管内,使用加热系统加热产生微量痕量爆炸物蒸气,并导入到该石英管中。测试过程中,使用365nm波长的LED紫外光激发两种材料的荧光,并使用海洋光学USB4000便携光谱仪对以上两种物质的荧光变化进行测量并记录。
图4展示了-NRR取代的纳米材料和-CN取代的纳米材料对于连续四次分别测试的0.1ng、0.2ng、0.1ng、0.2ng的黑火药的荧光响应。图5展示了-NRR取代的纳米材料和-CN取代的纳米材料对于连续四次分别测试的0.1ng、0.2ng、0.1ng、0.2ng的TNT的荧光响应。图6展示了-NRR取代的纳米材料和-CN取代的纳米材料对于连续四次分别测试的0.1ng、0.2ng、0.1ng、0.2ng的RDX的荧光响应。其中,实线数据为痕量爆炸物在-NRR分子的纳米材料中的荧光淬灭曲线,虚线数据为痕量爆炸物在-CN分子中的荧光淬灭曲线。其中,“*”表示了痕量爆炸物材料的进样位置。
如图4-6所示,实验过程中,确认了以上两种材料对于常见痕量爆炸物(例如黑火药、TNT、RDX等)2-10秒内均能产生明显的荧光淬灭。
记录-NRR在接触痕量爆炸物蒸气后3s的荧光淬灭率为Qd1(Qd1=(Id10(t=3s)-Id1(t=3s))/Id10(t=3s)),-CN在接触痕量爆炸物蒸气后3s的荧光淬灭率为Qd2(Qd2=(Id20(t=3s)-Id2(t=3s))/Id20(t=3s))。本实施例中,记录上述Qd1、Qd2,并使用P(Qd1,Qd2)作为坐标点作图。可以观察到不同痕量爆炸物的点P(Qd1,Qd2)在二维坐标中的聚集位置不同。由于只有2个维度,并且淬灭率和剂量有关,所以二维坐标在使用线性回归分析后,不同爆炸物的聚集位置可以通过使用Qd2 /Qd1表示,即为一些具有斜率的过原点的直线。表1总结黑火药、TNT、RDX的Qd2 /Qd1比值结果。通过进一步实验,0.1ng~0.3ng点火药、鞭炮药、DNT、苦味酸、特屈儿、PETN、HMX、硝化甘油、硝基甲烷、硝基丙烷也进行了测试,结果见表2. 从化学结构上观察,点火药、鞭炮药属于黑火药,其测试结果Qd2 /Qd1接近区间内;DNT、苦味酸属于芳香硝基化合物,其测试结果Qd2 /Qd1接近TNT区间;PETN、硝化甘油、HMX属于硝基脂化合物,其测试结果Qd2 /Qd1接近RDX区间;硝基甲烷、硝基丙烷均属于硝基烷类,其测试结果Qd2 /Qd1彼此接近,并且远离其他被测试类别的爆炸物。以Qd1为横坐标,Qd2为纵坐标,对以上测试结果在二维坐标平面描点,并且使用虚线画出通过线性回归分析后得到的爆炸物分类边界,便可以图形化地表示上述两种材料对黑火药类、芳香硝基类、硝基脂类、硝基烷类爆炸物的分类效果,其中黑火药类的Qd2 /Qd1区间范围为1.45~2.5;芳香硝基类的Qd2 /Qd1区间范围为0.83~1.45;硝基脂类的Qd2 /Qd1区间范围为0.29~0.83;硝基烷类的Qd2 /Qd1区间范围为0~0.29。
在完成了对不同类型的爆炸物检测分类后,多个以上类型的痕量爆炸物样品被制作并使用以上2种材料测试,并以Qd1、Qd2为坐标轴,并使用P(Qd1,Qd2)作为坐标点作图,并使用前述分类边界为虚线加以划分,则得到了实际的爆炸物分类图形化检测结果,如图7所示。图中,黑火药类为实心方框;芳香硝基类为实心圆点;硝基脂类为实心三角形;硝基烷类为“×”形。因此,本实施例实现了对爆炸物的超灵敏检测、并且根据痕量爆炸物化学结构不同而对4类痕量爆炸物分类的功能。
下面通过列表的方式,示出了本发明用于分类检测痕量爆炸物的荧光传感薄膜阵列分类检测痕量爆炸物部分实施例。
根据表2可以看出,本发明提供的用于分类检测痕量爆炸物的荧光传感薄膜阵列具有高选择性,针对具有爆炸能力的有效成分进行检测,既有良好的检测效果。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
2.一种荧光传感薄膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1S) 将如权利要求1所述纳米荧光传感材料溶解于溶剂A,然后加入溶剂B,震荡后静置,得到纳米荧光传感材料自组装体;
2S)将所述纳米荧光传感材料自组装体,去除溶剂,转移至基质上,得到荧光传感薄膜;
其中,所述溶剂A为所述纳米荧光传感材料的良性溶剂,所述溶剂B为所述纳米荧光传感材料的不良溶剂。
3.如权利要求2所述的荧光传感薄膜的制备方法,其特征在于,所述纳米荧光传感材料的良性溶剂为二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、氯苯或溴苯,所述纳米荧光传感材料不良溶剂为水、环己烷、正己烷、甲醇、乙醇、丙酮、异丙醇、四氢呋喃、乙醚和二氧六环中的一种或多种。
4.一种荧光传感薄膜,其特征在于,所述荧光传感薄膜如权利要求2所述的荧光传感薄膜的制备方法制得。
5.一种荧光传感薄膜阵列,其特征在于,所述荧光传感薄膜阵列中包括由2种如权利要求1所述纳米荧光传感材料制成的如权利要求4所述的荧光传感薄膜。
6.一种如权利要求5所述的荧光传感薄膜阵列在检测痕量爆炸物中的应用。
7.一种利用如权利要求4所述的荧光传感薄膜检测痕量爆炸物的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1S) 取少量不同待检测样品;
2S)用所述荧光传感薄膜依次或同时接触不同待测样品,同时使用波长300nm-450nm光源激发材料荧光;
3S)根据各样品2-10秒内的荧光淬灭率,淬灭率计算方法为Q=(I0(t)-I(t))/ I0(t),其中I(t)表示在接触被检测物质t秒时荧光材料的荧光值,I0(t)表示在接触被检测物质前荧光变化趋势在t时刻的外推值;判断该样品是否为爆炸物的方法是,该样品2-10秒内的荧光淬灭率达到0.2%以上,则判定被检测物质为爆炸物。
8.一种利用如权利要求5所述的荧光传感薄膜阵列分类检测痕量爆炸物的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1S)确定样品为如权利要求7步骤3S)中所述的爆炸物;
2S)将爆炸物与所述荧光传感薄膜阵列接触后,分别记录2-10秒内与荧光传感薄膜阵列中的p种荧光传感薄膜接触的荧光淬灭率的值Q11、Q12、……Q1p,在p维坐标轴上形成坐标点P(Q11、Q12……Q1p),其中p等于2;
3S)利用荧光传感薄膜阵列检测q种已确定为爆炸物的样品,分别记录2-10秒内的荧光淬灭率的值Qq1、Qq2、……Qqp构成的p维坐标点P,通过已知标准爆炸物进行线性分类方法或者逻辑分类方法对q种爆炸物在p维中进行空间划分,并且记录坐标变换方法;
4S)对于未知检测物,先通过P未知点的m维Q值确定是否为爆炸物,再通过3S)中对应的坐标变换方法对P未知点进行计算,观察P未知的判断结果与某一类爆炸物最为类似,则判断为该类爆炸物。
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