ES2922128T3 - Detección altamente selectiva y sensible de 2,4,6-trinitrotolueno mediante refuerzo por fluorescencia mediante fotoreacción inducida por UV con aniones - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la detección de un analito Comprehensive 2, 4, 6 trinitrotoluolo en una muestra: proporcionando una solución indicadora, un catión integral y un anión; en contacto y/o intercepción de la solución indicadora y la muestra contenida en los analitos; Entrenamiento inducido fotocatalíticamente de un complejo aniónico de TNT-Sigma de manera integral de los analitos y el anión al exponer la solución indicadora y la muestra reunida; Evidencia óptica de fluorescencia del complejo aniónico TNT-Sigma entrenado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Detección altamente selectiva y sensible de 2,4,6-trinitrotolueno mediante refuerzo por fluorescencia mediante fotoreacción inducida por UV con aniones

La invención se refiere a la detección selectiva de 2,4,6-trinitrotolueno (TNT), eventualmente también a partir de mezclas complejas con otros compuestos nitroaromáticos, en el aire, en solución acuosa y en superficies.

En el caso de la mayoría de los sistemas actualmente ofrecidos en el mercado para detectar TNT se trata de espectrómetros de movilidad de iones (IMS), de cromatografía de gases (CG) o bien técnicas espectroscópicas Raman e infrarrojas (IR). En el sector comercial, principalmente IMS (p. ej., SABRE 4000, Smiths Detection/EE.UU.) y dispositivos Raman (p. ej., FirstDefender RM, Ahura/EE.UU.) desempeñan un papel. Además, se han descrito algunos métodos químicos, tales como los ensayos de quimioluminiscencia o los sensores de interacción molecular, tales como los polímeros conjugados fluorescentes conocidos como "polímeros fluorescentes amplificadores" (AFPs). La fluorescencia de estos AFPs se debilita en presencia de TNT y otros compuestos nitroaromáticos. X. Sun et al: "Fluorescence based explosive detection: from mechanisms to sensory materials ", Chem. Soc. Rev., 2015, 44, 8019-8061, proporciona una visión general de enfoques para la detección de sustancias explosivas basada en fluorescencia.

Se conoce el uso de polímeros conjugados fluorescentes para la detección de sustancias explosivas mediante extinción de la fluorescencia. La mayoría de los métodos de detección correspondientes para TNT se basan en la interacción no específica de los AFPs y colorantes (no) fluorescentes con sustancias que presentan un alto potencial de oxidación.

Métodos de detección colorimétricos de TNT, así como de compuestos tri- y di-nitroaromáticos presentan una baja selectividad y sensibilidad con respecto a TNT.

Ante estos antecedentes, se proporciona un procedimiento según la reivindicación 1. Otros aspectos, detalles, ventajas y características de la presente invención resultan de las reivindicaciones dependientes y la descripción.

De acuerdo con una primera realización, se propone un procedimiento para detectar un analito que comprende trinitrotolueno según la reivindicación 1. El procedimiento propuesto incluye los siguientes pasos:

- proporcionar una solución indicadora que comprende un catión, un anión y un disolvente polar, en particular un disolvente aprótico polar;

- interacción de la solución indicadora con el analito;

- formación de un complejo, preferiblemente fotocatalíticamente, al exponer a la luz la solución indicadora que ha interactuado con el analito. El complejo incluye el analito y el anión;

- detección óptica de fluorescencia del complejo formado; y

- opcionalmente, asociar una señal de fluorescencia determinada tras la detección con una cantidad o concentración del analito.

Ventajas de esta realización resultan de la alta sensibilidad de los procedimientos de medición ópticos de fluorescencia y de la banda de emisión discreta del complejo formado, que permite la detección específica de TNT. En este caso, la detección óptica de fluorescencia se puede realizar de forma cualitativa y/o al menos semicuantitativa. En particular, la señal de fluorescencia puede incluir una intensidad de fluorescencia, una intensidad de fluorescencia relativa o un rendimiento cuántico de la fluorescencia. El analito puede presentarse disuelto ventajosamente en una solución, por ejemplo disuelto en un disolvente orgánico, de modo que la interacción comprenda una mezcladura de la solución indicadora y la solución que contiene el analito.

El catión se selecciona de uno de:

catión de tetraalquilamonio; un catión de trialquilamonio; y un catión de dialquilamonio.

Ventajosamente, estos cationes presentan una densidad de carga relativamente baja para no poder interactuar electrostáticamente de forma demasiado intensa con los aniones, así como residuos orgánicos en el nitrógeno amónico central para tener un efecto solubilizante.

El anión se selecciona de uno:

anión acetato; un anión propionato; un anión butirato; un anión carboxilato con un número de átomos de carbono de 4 a 15; un anión fosfato; un anión hidrógeno-fosfato; un anión dihidrógeno-fosfato; un anión benzoato; un anión acetato de fenilo; un anión fenolato; un anión cianuro, un anión fluoruro, un anión carbonato; un anión hidrógeno-carbonato; y un anión formiato.

Estos aniones son ventajosos porque son suficientemente nucleofílicos pero, a pesar de ello, solo débilmente básicos. Los aniones demasiado básicos desprotonarían el grupo metilo de TNT.

La solución indicadora incluye un disolvente polar no fluorescente.

Las ventajas de esta realización resultan de la medición de fluorescencia sin perturbaciones. La polaridad del disolvente fomenta la formación de los complejos utilizados analíticamente aquí.

De acuerdo con una realización adicional, el catión de tetraalquilamonio se selecciona de un catión de tetrabutilamonio, tetrahexilamonio y tetraoctilamonio y el anión se selecciona de un anión acetato, un anión benzoato o un anión fosfato.

Ventajas de esta realización se explican más adelante. Precisamente la presencia de un anión acetato demostró ser ventajosa para la formación de los complejos detectados por imágenes ópticas de fluorescencia.

Según otra realización, el disolvente polar no fluorescente se selecciona entre: dietilformamida, dipropilformamida, dimetilformamida, en particular N,N-dietilformamida, N,N-dipropilformamida, N,N-dimetilformamida, dibutilformamida, 1-formilpirrolidina, dimetilsulfóxido, dietilsulfóxido, dipropilsulfóxido, dibutilsulfóxido , 1 -óxido de tetrahidrotiofeno, acetamida, dimetilacetamida, por ejemplo, N,N-dimetilacetamida, N,N'-diformil-N,N'-dimetiletilendiamina (CAS.: 6632-41-3), N,N-dietilacetamida, 1,4-piperazinadicarboxaldehído (Cas: 4164-39-0) o bien derivados de diformamida, 1,3,5-triazina-1,3,5(2H,4H,6H)-tricarboxaldehído o bien derivados de triformamida, una poliamida, p. ej., nailon 6, una polivinilpirrolidona, una poliformamida, una poliacrilamida, una poli(N,N-dimetilacrilamida) y un polietilenglicol. Además, son adecuados polietilenglicoles, tales como, p. ej., PEG 10.000 (punto de fusión 62-65 °C) y PEG 2.050 (punto de fusión 52-54 °C) o PEG 35.000 (punto de fusión 64-66 °C), los cuales pueden emplearse en forma pura o como mezclas con formamidas o acetamidas. Mezclas de los disolventes orgánicos líquidos mencionados anteriormente con compuestos macromoleculares tales como polivinilpirrolidona (p. ej., Mn = 10.000), poliacrilamidas (p. ej., Mn = 150.000), poli(N,N-dimetilacrilamida) (p. ej., Mn = 10.000), poliformamidas (p. ej., poli(N-metil-N-vinilformamida), poli(N,N-divinilformamida), poli(N-metil-N-alilformamida), poli(N,N-dialilformamida), poli(N-metil-N-homoalilformamida, poli(N,N-dihomoalilformamida) (p. ej., Mn = 2000, 10.000, 20.000) y polietilenglicoles (p. ej., Mn = 2050, 10.000, 35.000) como disolvente no fluorescente o bien sustancia portadora pueden servir para la formación de complejos fluorescentes. En este caso, las masas molares indicadas anteriormente se mencionan solo a modo de ejemplo.

Ventajosamente, la combinación del disolvente dietilformamida (DEF), en particular N,N-dietilformamida, para el catión tetraoctilamonio y para el anión acetato- es decir, en el caso de usar acetato de tetraoctilamonio (TOAA) como sal, la cual es disuelta en DE^f proporciona la mayor fluorescencia del complejo TNT-acetato después de la irradiación UV. El disolvente dipropilformamida, en particular el disolvente N,N-dipropilformamida, proporciona en combinación con precisamente estos iones, es decir, en presencia de TOAA, el segundo valor más alto para la intensidad de fluorescencia del complejo TNT después de la radiación UV. También se pueden emplear otros disolventes, tales como dimetilformamida, dibutilformamida, especialmente N,N-dimetilformamida, N,N-dibutilformamida, dimetilsulfóxido y acetamida para detectar TNT con TOAA. Sin embargo, las intensidades de fluorescencia de los complejos formados son aproximadamente un 40­ 60 % más bajas que cuando se emplea DEF como disolvente. Esto también está confirmado por los resultados experimentales, que se recopilan en la Tabla 1. Ventajosamente, el uso de di-, tri- y poliformamidas, así como de polietilenglicoles permite reducir la volatilidad del disolvente. Esto permite una mayor precisión, ya que la concentración de las tandas de reacción no cambia durante la medición. Los disolventes derivados de diformamida (izquierda) y derivados de triformamida (derecha) se muestran en la siguiente imagen de fórmula:

Incluso si ciertas poliamidas, polivinilpirrolidona, poliacrilamidas, poliformamidas y polietilenglicoles no podrían necesariamente considerarse como disolventes líquidos en el sentido clásico, sino más bien como materiales portadores macromoleculares con un punto de fusión bajo, el anión, el catión y el analito potencialmente presentes (TNT) se encuentran en contacto directo con ella. En relación con el disolvente o bien material portador relevante, el anión, el catión y el analito potencialmente presente - según las realizaciones propuestas - se dispersan, disuelven o adsorben molecularmente. Según los datos de la bibliografía, la sal TOAA es un sólido blanco. Sin embargo, en nuestro caso, TOAA se obtuvo como un líquido altamente viscoso. La razón de esto es la propiedad altamente higroscópica de TOAA. Incluso al vacío o después del almacenamiento sobre hidruro de calcio como desecante, el TOAA no pudo solidificarse o bien el agua (cristalina) no pudo eliminarse. Sorprendentemente, esta propiedad hace posible el uso de TOAA como disolvente para materiales portadores macromoleculares (polímeros o (form)amidas sólidas, tales como di- y triformamidas). En este caso, TOAA se puede mezclar con estos materiales portadores sólidos en cualquier proporción. Las di- y triformamidas son sólidos. Si la sal de TOAA se presenta en forma de líquido, las anteriores también se pueden licuar ventajosamente en presencia de TOAA. Partiendo de esta base, si TOAA está presente en forma de líquido, una realización propone emplear mezclas de di- y triformamidas con TOAA como capa sensora para detectar el analito. La capa del sensor se puede utilizar en un sistema de microfluidos para la determinación óptica de fluorescencia de TNT.

Ventajosamente, las sustancias macromoleculares antes mencionadas evitan la cristalización en el sensor y permiten así una detección reproducible del analito. Se prefieren especialmente combinaciones (también denominadas aquí mezclas) de uno de los disolventes orgánicos mencionados con uno o varios de los materiales portadores macromoleculares mencionados. Combinaciones de los disolventes y materiales portadores están recoplidaos en la Tabla 3 y descritas sus propiedades ventajosas. Las mezclas presentan ventajosamente una mayor viscosidad que los disolventes orgánicos puros y, por lo tanto, son menos fluidos. Mientras que los disolventes puros o sus mezclas permiten sin más la detección del analito en muestras líquidas o extractos de muestras, la adición de los componentes macromoleculares designados favorece la aplicación del principio de detección propuesto también para analitos presentes en forma gaseosa. Los sistemas de microfluidos, por ejemplo, los sistemas de microfluidos basados en chips para un solo uso, pueden servir para detectar el analito en la fase gaseosa, así como en extractos líquidos de muestras de suelo o agua. La fluidez reducida del material utilizado para formar los complejos de analitos fluorescentes es particularmente ventajosa: por ejemplo, un capilar de un sistema de microfluidos se puede recubrir con la mezcla, de modo que se consiga la detección del analito también cuando pasa aire caliente que potencialmente contiene el analito. La mezcla de disolvente/soporte no sale del capilar durante la manipulación del sistema de microfluidos, la fluorescencia formada permanece fija y se puede evitar de forma fiable una aparente pérdida de intensidad que de otro modo se produciría. Otra ventaja de las mezclas descritas en la Tabla 3 es la reducción de la presión de vapor. Ventajosamente, los sistemas de microfluidos preparados para la detección del analito pueden fabricarse y almacenarse con antelación.

La formación del complejo inducida fotocatalíticamente comprende exponer o bien iluminar la solución indicadora que ha interactuado o se ha puesto en contacto con el analito en un intervalo de longitudes de onda de 255-300 nm.

Ventajosamente, este intervalo de longitudes de onda está fuera de la longitud de onda de corte de la mayoría de los disolventes aquí mencionados, de manera que la radiación UV no es absorbida por el disolvente y tiene lugar la fotorreacción. Con dietilformamida (DEF), especialmente N,N-dietilformamida, la fotocatálisis todavía es posible a 260 nm, pero a 255 nm la velocidad de reacción disminuye drásticamente. Esto también está confirmado por los resultados experimentales, que se encuentran recopilados en la Tabla 2. A longitudes de onda superiores a 300 nm, la velocidad de reacción también disminuye, porque el complejo no es fotoestable en este intervalo de longitudes de onda.

La intensidad de fluorescencia alcanza su máximo en el espacio de 5 minutos, la banda de absorción (Amáx = 426 nm) después de 25 min bajo radiación UV. Por supuesto, este tiempo depende de la fuente de radiación utilizada, en este caso del espectrómetro de fluorescencia utilizado aquí. También puede ser significativamente más corto, p. ej., en el caso de irradiación láser, de modo que TNT también se pueda detectar en el espacio de 10 segundos.

De acuerdo con otra realización, la detección óptica de fluorescencia comprende excitar una fluorescencia del complejo formado a una longitud de onda de excitación en un intervalo de 400 nm a 500 nm y detectar una cantidad de fluorescencia en un intervalo de 550 nm a 700 nm. En particular, la excitación tiene lugar en el intervalo de 400-450 nm, mientras que la medición de la emisión tiene lugar en el intervalo de 550-700 nm.

Por ejemplo, TNT, o bien su complejo formado después de la exposición a la radiación UV con una longitud de onda de 275 nm, absorbe ventajosamente la luz en el intervalo designado. El complejo muestra la fluorescencia más pronunciada en el intervalo de longitudes de onda designado de 550-700 nm.

De acuerdo con otra realización, la cantidad de fluorescencia detectada comprende una intensidad de fluorescencia y/o un rendimiento cuántico de fluorescencia.

Ventajosamente, estas magnitudes, detectadas en condiciones de medición estandarizadas, son adecuadas para la detección cualitativa y, en particular, cuantitativa, al menos semicuantitativa, de TNT.

De acuerdo con otra realización, la cantidad de fluorescencia detectada se asocia a una cantidad o concentración conocida del analito, de manera que se calibra el procedimiento. Alternativamente, la cantidad de fluorescencia detectada se remonta a una cantidad o concentración conocida del analito, por ejemplo, en una solución orgánica, de modo que el analito se determine al menos de forma semicuantitativa en una muestra con una concentración inicialmente desconocida del analito. A este respecto, la solución orgánica se obtiene extrayendo la muestra. En particular, la solución orgánica se puede obtener agitando una muestra de agua con un disolvente orgánico. Asimismo, la solución orgánica se puede obtener convirtiendo un residuo sólido en un disolvente orgánico, por ejemplo, a partir de una superficie hidrófoba. El analista está familiarizado con los métodos de extracción de muestras pertinentes del análisis de residuos.

Ventajosamente, el método de medición es adecuado para la detección cuantitativa de alta precisión de los analitos con una calibración adecuada.

Según otra realización, la concentración del anión que configura el complejo con el analito en la solución indicadora está entre 20 y 220 mM, en particular entre 50 y 100 mM. Esta es la concentración de TOAA en DEF, es decir, en la solución indicadora. Para detectar el analito TNT, éste se disuelve en un disolvente orgánico (véase más adelante) o se agrega como un sólido, lo que no cambia significativamente la concentración final de TOAA en la solución a medir. Si se agrega el analito TNT, p. ej., usando 2 pL de cloroformo (véase más adelante), la concentración de la solución indicadora (volumen = 100 pL, c = 55 mM) cambia solo ligeramente en 1,1 mM. La Figura 2 muestra la intensidad de fluorescencia relativa (I/I0) a 577 nm con TNT o posibles sustancias de reacción cruzada (en 2 pL de cloroformo, c = 0,22 pM) en una solución de TOAA/DEF (100 pL, 55 mM).

Ventajosamente, una concentración preferida de TOAA en dietilformamida (DEF) es de 55 mM. La solución de TOAA en DEF es la solución indicadora descrita aquí. Cuando la concentración de TOAA se reduce a 22 mM, la intensidad de fluorescencia del complejo correspondiente disminuye en un 32 %. Por otro lado, si la concentración de TOAA se aumenta a 110 mM, la intensidad de fluorescencia del complejo disminuye solo un 5 %. Por lo tanto, un intervalo ideal de concentraciones de TOAA en DEF está en el intervalo de 50-100 mM. En este caso, según un ejemplo de realización práctico, se emplean 100 pL de la solución indicadora, siendo la cantidad de la solución que contiene TNT de 1 pL.

De acuerdo con una realización a modo de ejemplo, la solución indicadora contiene, además, una concentración conocida de una sustancia de referencia para la referencia interna. Sin embargo, la referencia también puede tener lugar, en donde un colorante adecuado en un disolvente adecuado, que no necesariamente tiene que ser idéntico al disolvente en el canal de medición de TNT, o en una matriz correspondiente en las mismas condiciones de medición óptica proporciona una señal de fluorescencia. A continuación, la concentración de esta sustancia de referencia se ajusta típicamente de tal manera que la intensidad de la señal de fluorescencia de la referencia se encuentre aproximadamente en el centro del intervalo dinámico del canal de medición. Como sustancia de referencia son adecuadas todos los colorantes que se pueden excitar en el intervalo de 400-500 nm y proporcionar fluorescencia en el intervalo de 550-700 nm, es decir, p. ej., muchos colorantes de cumarina, rodamina, fluoresceína, pirrometeno, estirilo y cianina, p. ej., cumarinas 6, 7, 153, 334 (colorantes láser de cumarina), DASBTI (colorante láser de estirilo), DOCI, DMETCI (colorantes láser de cianina), Fluoresceina 27 (colorante láser de fluoresceína), Pirrometeno 567, 580, 597 (colorantes láser de pirrometeno) o Rodamina 19, 110, 6G (colorantes láser de rodamina).

Ventajosamente, esto permite una revisión continua de las mediciones realizadas actualmente.

De acuerdo con otra realización, el paso de "interacción" está precedido por una acumulación del analito de una muestra sobre un material portador hidrófobo. Por ejemplo, un fluido, tal como aire o agua, puede pasar a través o sobre un material hidrófobo para concentrar el analito en el material portador. El enriquecimiento tiene lugar a temperatura ambiente. El material portador enriquecido con el analito puede mezclarse con la solución indicadora (usada como tira reactiva) o lavarse/sublimarse en una cámara de medición (sistema de microfluidos). La sensibilidad de la medición aumenta con el aumento del tiempo de interacción. Asimismo, el residuo acumulado sobre el material portador hidrófobo puede transferirse desde el material portador a un volumen conocido de un disolvente, por ejemplo un disolvente orgánico. Con ello se forma una solución orgánica que contiene el analito. Basándose en la cantidad conocida del extracto y en la cantidad de muestra subyacente (volumen de aire, volumen de agua, masa de la muestra de suelo), se puede calcular la concentración original en la muestra (aire, agua, suelo).

Ventajosamente, el tiempo de interacción de la solución indicadora y el analito interactuando entre sí, p. ej., puesto en contacto o mezclado, puede ser de solo unos pocos segundos, dependiendo de la zona de aplicación, preferiblemente para aplicaciones en el campo militar y en el sector de la seguridad Alternativamente, puede ser de varias horas, p. ej., en el campo del análisis medioambiental. Sin embargo, si el aire que presumiblemente contiene el analito se introduce directamente en la solución indicadora, entonces no es necesario el uso de un material portador. También es posible el empleo de muestras de TNT ácidas o neutras en agua y en disolventes orgánicos. Las mezclas de acetato/ácido acético se utilizan como tampones. Por lo tanto, un exceso de TOAA también puede ser útil con muestras ácidas. El valor del pH de la solución indicadora TOAA/DEF (220 mM) está entre pH 7-8. El valor del pH del disolvente DEF puro está en el intervalo de pH 6-7.

De acuerdo con otra realización, el material portador hidrófobo se selecciona de poli(metacrilato de ibencilo), poliestireno u otro material hidrófobo que preferiblemente no absorbe agua. En este caso, es irrelevante si el material hidrófobo en cuestión se usa con o sin reticulante. De acuerdo con esta realización, también es posible el empleo de materiales de sílice o celulosa hidrofobizados, por ejemplo, de un material portador cromatográfico hidrófobo tal como C18Si, C12Si, así como teflón.

Según otra realización, el complejo que comprende el analito y el anión es un complejo sigma aniónico.

Según otra realización, se propone el uso de luz UV para la configuración catalítica de un complejo de sustancias explosivas nitroaromáticas con un anión, que se utiliza para la detección cualitativa y/o cuantitativa de las sustancias explosivas nitroaromáticas. El complejo en cuestión comprende TNT y un anión seleccionado entre un anión acetato, benzoato y fosfato.

La reacción fotocatalítica de TNT con aniones no se ha aplicado hasta la fecha y, por lo tanto, es nueva. TNT reacciona con aminas y aniones o bien con nucleófilos incluso sin radiación UV. En este caso, sin embargo, se forman complejos fuertemente absorbentes de la luz que emiten solo muy débilmente o no emiten fluorescencia alguna. Nucleófilos comúnmente utilizados son iones hidróxido y aminas. Los aniones seleccionados en nuestro caso, preferentemente aniones acetato, en combinación con el contraión tetraoctilamonio, que aún no se ha empleado en la detección de TNT, muestran sorprendentemente un aumento muy pronunciado de la fluorescencia en el caso de la reacción con TNT. La razón del fuerte aumento de la fluorescencia es probablemente también que los aniones utilizados aquí, debido a su baja basicidad, no pueden desprotonar el grupo metilo de TNT tan rápido como los aniones hidróxido o las aminas, lo que conduce a la formación de especies fuertemente absorbentes que ya no pueden reaccionar para formar el complejo fluorescente. Los hidróxidos y las aminas no portan grupo aceptor de electrones alguno. Una razón posible o bien adicional para la formación de complejos no fluorescentes es la formación de un dipolo fuerte. Un acetato, por otro lado, porta un grupo carbonilo, lo que evita la formación de un dipolo fuerte en el complejo y, por lo tanto, permite el transporte de carga inducido por la luz en el complejo. Sorprendentemente, después de la irradiación UV se forma una especie fluorescente (véase la Figura 1). Como puede verse en el espectro de absorción de la Fig. 1 (ordenada A: absorción), después de la irradiación UV se forma una nueva especie (complejo sigma aniónico) con un máximo de absorción a 425 nm. El espectro de absorción de la Fig. 4 muestra que en la reacción de TOAA con TNT (con irradiación UV) o TNB (sin irradiación UV) produce las mismas especies fluorescentes. La reacción de TNB para formar complejos sigma aniónicos (incluso sin radiación UV) es conocida: J. Org.Chem. 1980, 45471-475; Angew. Chem. Int. ed. 2007, 46, 1995-1998. Sin embargo, es extremadamente difícil realizar la detección directa de que se trata de un complejo sigma (aniónico). Por lo tanto, partiendo de la evidencia disponible, se parte del hecho de que los complejos altamente fluorescentes observados aquí son complejos sigma aniónicos. En este caso, se entiende por complejo sigma el producto que se genera por adición de un grupo electrofílico o nucleofílico o de un radical a un carbono del anillo de una especie aromática, bajo la formación de un nuevo enlace sigma. TNB forma complejos sigma aniónicos fluorescentes incluso en ausencia de luz ultravioleta.

De acuerdo con otra realización, se propone el uso de un complejo, en particular de un complejo sigma aniónico, que comprende TNT y un anión para la detección óptica de fluorescencia o para la cuantificación óptica de fluorescencia de TNT en una muestra, en particular en una muestra ambiental. Por una muestra medioambiental se entiende una muestra tomada del medio ambiente, en particular una muestra tomada del suelo, del aire o del agua.

Hasta la fecha no se ha descrito una reacción fotocatalítica de TNT con aniones para formar un complejo fluorescente, en particular un complejo sigma aniónico fluorescente. La reacción fotocatalítica para formar un complejo, en particular un complejo sigma aniónico, parece ser decisiva para la selectividad y la sensibilidad del procedimiento propuesto según la invención utilizando la solución indicadora descrita. TNT reacciona fotocatalíticamente con los aniones, preferentemente con TOAA, para formar un complejo fuertemente fluorescente, cuya detección sirve según la invención para detectar TNT. Por consiguiente, se detectan los complejos sigma aniónicos de fluorescencia óptica presentes de TNT.

De acuerdo con una realización adicional del uso propuesto, el anión empleado se selecciona de un anión acetato, benzoato y fosfato. Sin embargo, el anión también se puede seleccionar de un anión propionato; un anión butirato; un anión carboxilato con un número de átomos de carbono de 4 a 15; un anión hidrógeno-fosfato; dihidrógeno-fosfato; benzoato; fenolato; fenilacetato; cianuro, fluoruro, carbonato, hidrógeno-carbonato y formiato. Carbonato de tetraoctilamonio, hidrógeno-carbonato de tetraoctilamonio y formiato de tetraoctilamonio también pueden reaccionar con TNT. El catión correspondiente se selecciona ventajosamente entre un catión tetraalquilamonio; trialquilamonio y dialquilamonio.

La formación fotocatalítica del complejo fluorescente de TNT se desconocía hasta ahora. Hasta ahora, se han utilizado como nucleófilos aminas y nucleófilos fuertes tales como aniones hidróxido, pero los complejos configurados de esta manera solo mostraron una fuerte absorción y, por consiguiente, no entraron en consideración para la cuantificación de TNT. Los aniones empleados según la invención, por el contrario, son bases débiles que forman compuestos fluorescentes solo mediante irradiación UV con TNT. Por otro lado, los aniones débilmente coordinantes, tales como cloruro, bromuro, yoduro, perclorato, hexafluoruro de fósforo, triflato, sulfato de hidrógeno, sulfato, nitrato, etc. parecen inadecuados.

Según otra realización, se propone un sensor según la reivindicación 13, que comprende una capa sensora para la detección óptica de TNT por medio de fluorescencia. La capa sensora está dispuesta sobre un sustrato. Típicamente, el TNT está presente en un fluido, en donde el fluido es un gas o un líquido que se usó para extraer el TNT de una muestra medioambiental. El gas puede ser aire o un gas inerte, el líquido puede ser, por ejemplo, un extracto líquido de una muestra medioambiental sospechosa de contener el analito TNT. La capa sensora comprende la solución indicadora descrita anteriormente, es decir, al menos uno de los cationes mencionados anteriormente, al menos uno de los aniones mencionados anteriormente y al menos uno de los disolventes polares mencionados anteriormente. Típicamente, el disolvente polar no es fluorescente en la longitud de onda seleccionada para la detección óptica de fluorescencia del complejo TNT descrito anteriormente o bien en un intervalo de longitudes de onda utilizado para ello.

Según realizaciones preferidas, la capa sensora comprende una mezcla de disolventes o bien sustancias portadoras de diferente volatilidad (presión de gas), produciéndose la mezcla de tal manera que el componente de menor volatilidad tenga la mayor proporción en masa de la mezcla. Fracciones de masa típicas están en el intervalo de 10:1 a 1:1. Por ejemplo, las fracciones de masa de la mezcla del compuesto de menor volatilidad al compuesto de mayor volatilidad pueden ser 10:1,9:1,8:1,7:1,6:1,5:1,4:1,3 :1,2:1, 1:1 o una relación numérica intermedia. Por ejemplo, su relación de masa puede ser 19:2, 17:2, 15:2, 13:2, 11:2, 9:2, 7:2, 5:2 o 3:2. De manera ventajosa, se puede ajustar así una viscosidad de la capa sensora que garantice una medición reproducible y una fijación estacionaria de la señal de fluorescencia a la temperatura del sensor correspondiente o a la temperatura de un flujo de aire o gas calentado que transporta el analito. Si se utiliza una mezcla de disolventes (sustancias portadoras) sólidos a temperatura ambiente (20 °C), el compuesto que porta el grupo amida debe tener la mayor proporción de la mezcla. Relaciones de mezcla típicas (proporciones de masa) son de 5:1 a 2:1, por ejemplo, 5:1,4:1, 3:1,2:1 o relaciones intermedias, p. ej.: 9:2, 7:2, 5: 2 o 3: 2. Si la solución indicadora o bien la capa sensora contiene un disolvente orgánico líquido a temperatura ambiente, el sustrato sobre el que se aplica la capa sensora se puede enfriar. Sin embargo, si la capa sensora presenta predominantemente componentes no volátiles o se vuelve no volátil al agregarlos, no es necesario enfriar y un flujo de aire o gas portador que se sospecha que contiene TNT puede calentarse hasta 150 °C.

Las realizaciones descritas anteriormente se pueden combinar entre sí según se desee. Las Tablas antes mencionadas se enumeran a continuación.

Tabla 1 Examen de la influencia del disolvente seleccionado en la intensidad de fluorescencia relativa I/I0 para medir TNT (en 7,3 pL de cloroformo, c = 220 pM) agregado a una solución de TOAA en un disolvente polar (100 pL, c = 220 mM) después de 1 h a temperatura ambiente y seguido a temperatura ambiente bajo las siguientes condiciones experimentales: Longitud de onda de excitación 425 nm, ancho de rendija/ exc. 0,5 nm, longitud de onda de emisión 590 nm, ancho de rendija 5,0 nm; máximo de emisión (Aem); máximo de absorción (Aabs); intensidad de fluorescencia relativa (I/I0); ‘después de 5 min de irradiación UV.

abla 2 Detección de los parámetros de irradiación UV y excitación para medir TNT (en 7,3 pL de cloroformo, c = 220 pm) incorporado en una solución de TOAA en DEF (100 pL, c = 220 mM). Inmediatamente después de la preparación, las mezclas de reacción se irradiaron con luz UV durante 5 minutos. Longitud de onda de la luz ultravioleta (Auv); anchura de la rendija de irradiación UV (irr. UV); rendija de excitación a 425 nm (exc.); intensidad de fluorescencia relativa después de 5 min de irradiación UV (I/I0*); Aparato de medición: FluoroMax(R)-4 (Horiba Scientific)

Tabla 3 Mezclas a modo de ejemplo de disolventes y/o sustancias portadoras para uso en una capa sensora para la detección óptica de fluorescencia de TNT. En este caso, significan A - excelente: disminución acentuada de la fluidez, claro aumento de la viscosidad o formación de gel; B - peor adecuada: ligera disminución de la tendencia a la evaporación por encima de 60 °C; C - ninguna mejora esencial; la viscosidad de la mezcla se ha modificado solo de manera insignificante frente a la viscosidad de los distintos componentes.

Las técnicas de detección conocidas anteriormente para TNT tienen distintas desventajas. Así, los procedimientos IMS descritos al principio se basan en una fuente radiactiva y, a menudo, presentan un comportamiento de deriva desventajoso. Las técnicas de CG requieren un depósito de gas portador. Por el contrario, los sensores químicos tienen ciertamente la ventaja de que, en principio, son muy selectivos y las sensibilidades cruzadas se pueden minimizar, pero su desventaja es, por norma general, una detección de banda ancha insuficiente. Una desventaja de los procedimientos Raman que asimismo pasan a emplearse es que los espectrómetros Raman a menudo no funcionan con baterías, por lo que no se pueden usar de manera móvil y son susceptibles a la fluorescencia no específica. Los procedimientos basados en láser generalmente no funcionan con baterías y, a menudo, están sujetos a fuertes efectos de matriz.

Las sensibilidades cruzadas existentes de los materiales de sensores fluorescentes para TNT, que actualmente se consideran líderes tecnológicamente, pueden generar falsas alarmas debido a la interacción con sustancias con un alto potencial de oxidación o una alta concentración. Esto determina que disminuya la sensibilidad a la respectiva sustancia explosiva. Por consiguiente, la efectividad general o bien la aceptación del mercado de los procedimientos se ven perjudicadas. Por esta razón, el campo de aplicación de los métodos basados en fluorescencia desarrollados hasta ahora para la detección de TNT está fuertemente limitado.

En lo que respecta a los procedimientos colorimétricos, la reacción de compuestos nitroaromáticos con nucleófilos forma complejos altamente absorbentes de la luz que, sin embargo, permiten la detección colorimétrica de TNT solo en el intervalo de altas concentraciones. Además de los cambios en las propiedades de absorción en función de las condiciones medioambientales, los métodos conocidos hasta la fecha para la detección de TNT muestran una alta sensibilidad cruzada a compuestos mono-, di- y trinitroaromáticos, así como a sustancias con un alto potencial de oxidación o con altas concentraciones de sustancias.

En el sector de análisis medioambiental, se detecta TNT en campo con dispositivos móviles, como los que se utilizan en el sector de seguridad. Los procedimientos clásicos de análisis medioambiental están sujetos al laboratorio, son costosos y consumen mucho tiempo, y no son adecuados para su uso en el sitio. Así, TNT se detecta en muestras medioambientales después del muestreo y el transporte al laboratorio, por norma general después de la digestión y purificación de la muestra mediante métodos clásicos de HPLC.

Por el contrario, el procedimiento propuesto para la detección rápida, sencilla, fiable, cualitativa y cuantitativa de 2,4,6-trinitrotolueno (TNT) en el aire, en solución y en superficies también es adecuado directamente in situ. El único requisito es la presencia de una fuente de luz UV. Además, el procedimiento es económico, ya que la solución indicadora propuesta no contiene reactivos costosos. La solución indicadora se puede configurar ventajosamente para la referencia interna por medio de aditivos adecuados. Es fácil de producir, duradera e incluso reutilizable varias veces. El anión se presenta en exceso. Si no se observa reacción alguna con un analito (p. ej., TNT) después de la medición, la solución indicadora se puede utilizar de nuevo. Ante estos antecedentes, el procedimiento propuesto es ventajosamente adecuado para mediciones continuas y a largo plazo (supervisión) en grandes salas, en instalaciones militares, en tuberías de agua, en pozos y en aguas subterráneas.

Sorprendentemente, una exposición UV de TNT en presencia de ciertos aniones cataliza la reacción para formar un complejo aniónico TNT-sigma. La señal de fluorescencia altamente específica del complejo sigma aniónico de TNT es adecuado para detectar la presencia de TNT. La base de la detección específica de TNT propuesta aquí es, por lo tanto, la formación de un complejo sigma de TNT aniónico fluorescente, que se forma mediante una (foto)reacción inducida por UV con aniones no fluorescentes (preferiblemente acetato, benzoato o fosfato) en disolventes polares no fluorescentes.

En contraste con los métodos ópticos conocidos hasta ahora, con el método descrito aquí, el TNT se puede detectar de forma altamente selectiva y sensible, incluso en una mezcla compleja que comprende compuestos mono-, di- y trinitroaromáticos en el aire, en el agua y en superficies usando la solución indicadora no fluorescente mediante la formación de complejos sigma aniónicos fluorescentes.

Ventajosamente, la solución indicadora de TNT es estable en el aire y el agua y se puede emplear en diferentes condiciones climáticas o bien estacionales, tanto a temperaturas cercanas a y por debajo del punto de congelación como a temperaturas ambiente de hasta 50 °C. Una concentración de la sustancia indicadora (anión catión) en la tanda de reacción es ventajosamente de 20 mM a 220 mM. Así, la concentración de una sustancia indicadora que comprende acetato de tetraoctilamonio (TOAA), es decir, cationes de tetraoctilamonio con aniones acetato, puede estar en el intervalo de 20 mM a 220 mM.

El procedimiento de detección propuesto puede incluir ventajosamente una acumulación de TNT en una superficie hidrófoba antes del análisis real. El enriquecimiento se produce a través del flujo de la muestra de aire o agua contaminada y la reacción de las superficies contaminadas con TNT con la solución indicadora no fluorescente. También se puede procesar el material de una muestra de limpieza. La superficie (potencialmente) contaminada se limpia, por ejemplo, con una bolita u ovillo de fibras o una película (de aluminio). El analito puede transferirse opcionalmente desde el material de limpieza a la solución. A continuación, la solución o bien el material se exponen luego a la irradiación UV (265-300 nm) y la fluorescencia de los complejos formados en la mezcla de reacción se excita a una longitud de onda de, por ejemplo, 425 nm. A continuación, se detecta un aumento de la fluorescencia en el sensor y se lee a través de un aparato de lectura de fluorescencia para la detección selectiva de TNT, por ejemplo, a 575 nm.

De acuerdo con un ejemplo de realización práctico, la muestra (presuntamente) contaminada con TNT (aire o bien agua) se pasa sobre un material orgánico hidrófobo no fluorescente o dentro de un recipiente transparente UV en el aparato de medición. A continuación, la superficie hidrófoba enriquecida con TNT o bien el recipiente lleno del líquido se mezcla con la solución indicadora de TNT (0,5-50 pL). En el caso de la fotorreacción de TNT con la solución indicadora se forman complejos sigma TNT aniónicos fluorescentes (máximo de excitación: 425 nm, máximo de emisión: 575 nm). Debido a la alta especificidad de la (foto)reacción inducida por UV entre el TNT y la solución indicadora, el TNT se puede detectar claramente en forma pura o en una mezcla de incluso 10 compuestos nitroaromáticos diferentes.

La Fig. 1 muestra espectros normalizados de absorción y fluorescencia de TNT (en 7,3 pL de cloroformo, c = 0,22 mM) en una solución de TOAA/DEF (100 pL, c = 220 mM) antes (discontinua) y después (continua y punteada) de irradiación UV durante 5 minutos a 275 nm. A representa absorción (unidades relativas), F representa fluorescencia (unidades relativas), A representa la longitud de onda respectiva (nm).

La formación del complejo TNT-TOAA provocó el mayor aumento de fluorescencia en DEF. Mediante la irradiación de una solución de TNT TOAA en DEF anhidro con luz UV (275 nm) se comprobó una aceleración de la reacción en el espacio de 5 minutos, lo que da como resultado una disminución en las acentuadas bandas de absorción del complejo de transferencia de carga y un refuerzo simultáneo de un nuevo pico de absorción a 426 nm y un refuerzo de la fluorescencia (Amáx.= 577 nm) (véase la Fig. 1).

Los compuestos muestran la mayor fluorescencia en el intervalo de longitudes de onda de emisión mencionado anteriormente (véase la Fig. 1).

La Fig. 2 muestra espectros de fluorescencia de las tandas de reacción con TNT en TOAA/DEF sin TNT (punteados) y con TNT después de la irradiación UV a 275 nm durante 5 min (continua) y durante otros 5 min (punteado); punto-raya: irradiación durante 5 min a 425 nm. En este caso, la designación de ordenadas F representa la intensidad de fluorescencia.

En particular, la Fig. 2 muestra que la fluorescencia de la tanda de reacción TNT/TOAA en DEF muestra una intensidad de fluorescencia decreciente tras una irradiación UV adicional (275 nm) (discontinua). Esta disminución podría reforzarse drásticamente cuando tuvo lugar una irradiación (5 min) al máximo de absorción (a 425 nm), lo cual apunta a que los complejos sigma aniónicos en la tanda de reacción no son fotoestables (punto-raya).

En todas las demás soluciones indicadoras, la concentración asciende asimismo a 20-220 mM. En el caso de una cantidad de solución indicadora de 100 pL, se pueden emplear o detectar soluciones de TNT de 0,1-1000 pL en disolventes orgánicos apróticos y muestras de agua de TNT de 0,1-20 pL.

La Fig. 3 muestra la intensidad de fluorescencia relativa I/I0 frente a la cantidad de TNT disuelta en un volumen de 7,3 pL de cloroformo en una solución de TOAA/DEF (100 pL, c = 55 mM) después de 5 minutos de irradiación UV a 275 nm. A partir del curso de las curvas de calibración es posible bajo las condiciones descritas aquí detectar TNT de forma fiable hasta una cantidad absoluta de 0,2 ng.

La Fig. 4 muestra los espectros de absorción de la tanda de reacción de TNT en TOAA/DEF sin irradiación (punteada), después de 25 min de irradiación UV a 275 nm (continua) y de la tanda de reacción de TNB sin irradiación UV en ToAa/DEF (punteada).

El núcleo de la invención se refiere a la detección altamente selectiva y sensible de TNT con una solución indicadora no fluorescente que forma complejos TNT-Sigma aniónicos fluorescentes en la mezcla de reacción en presencia de TNT después de la irradiación UV. Debido a la alta especificidad de la fotorreacción entre TNT y los aniones en la solución polar, solo se observa un aumento de la fluorescencia en el caso de TNT en estas condiciones de medición. Por lo tanto, la diferenciación de TNT de compuestos mono-, di- y otros trinitroaromáticos es posible incluso en una mezcla compleja.

Las ventajas del procedimiento propuesto y el uso de la solución indicadora descrita resultan en particular de una alta selectividad y sensibilidad. Además, son característicos los bajos costes ya que, además, se puede prescindir de la síntesis compleja de polímeros conjugados, colorantes, anticuerpos, etc. El procedimiento se puede validar fácilmente y también puede ser utilizado por personal no entrenado para la detección altamente selectiva y sensible de TNT. Es adecuado para el control a largo plazo de instalaciones militares, el control a largo plazo de tuberías de agua (en alta mar), así como para buscar sitios contaminados, por ejemplo, mediante el examen de aguas subterráneas.

En resumen, se propone un procedimiento para detectar un analito que comprende 2,4,6-trinitrotolueno. TNT se puede disolver en un disolvente acuoso u orgánico. El procedimiento incluye: proporcionar una solución indicadora. La solución indicadora incluye un catión, un anión y un disolvente polar. El catión se selecciona de uno de: catión de tetraalquilamonio; de trialquilamonio; y un catión de dialquilamonio. El anión se selecciona de uno de: anión acetato; anión propionato; anión butirato; anión carboxilato que tiene un número de átomos de carbono de 4 a 15; anión fosfato; anión hidrógeno-fosfato; anión dihidrógeno-fosfato; anión benzoato; anión fenolato; anión acetato de fenilo; anión cianuro; anión fluoruro; anión carbonato; anión hidrógeno-carbonato y un anión formiato. El procedimiento comprende, además, la interacción de la solución indicadora y TNT, por ejemplo, la interacción de la solución indicadora y una solución que contiene el analito y la subsiguiente formación fotocatalíticamente inducida de un complejo sigma aniónico que comprende el analito y el anión. La formación del complejo sigma aniónico fluorescente se produce al iluminar la solución indicadora y el analito que entran en interacción (que interactúan). Esto es seguido por la detección óptica de fluorescencia del complejo sigma aniónico que se ha formado. A esto le sigue una asignación opcional de una señal de fluorescencia detectada tras la detección a una cantidad del analito o a una concentración del analito. La señal de fluorescencia se asigna preferiblemente a una concentración del analito en una solución. Esta solución puede ser, por ejemplo, un extracto de muestra, en donde la muestra extraída puede ser, p. ej., una muestra de suelo o una muestra de agua.

Resumiendo brevemente, la invención se puede caracterizar de la siguiente manera:

1. Fácil preparación de la solución indicadora de TNT

2. Fotorreacción inducida por UV de TNT con aniones

3. Detección de TNT mediante refuerzo de la fluorescencia

4. Detección altamente selectiva de TNT

5. Detección cuantitativa de TNT

6. Detección sensible de TNT

7. Detección selectiva de TNT en una mezcla compleja de compuestos dinitro- y trinitro-aromáticos

8. Detección de TNT en el aire, en solución y como muestra de frotis

9. Posibilidad de referencia interna

Aunque se han ilustrado y descrito realizaciones específicas en este documento, está dentro del marco de la presente invención modificar apropiadamente las realizaciones mostradas sin apartarse del alcance de la presente invención tal como se define en las reivindicaciones que siguen.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para detectar un analito que comprende 2,4,6-trinitrotolueno, que comprende:

- proporcionar una solución indicadora, que comprende un catión, un anión y un disolvente polar;

- hacer interactuar la solución indicadora con el analito;

- formación inducida fotocatalíticamente de un complejo, que comprende el analito y el anión, por medio de la exposición UV de la solución indicadora que interactúa con el analito;

- detectar ópticamente la fluorescencia del complejo formado; y

- asignar opcionalmente una señal de fluorescencia detectada durante la detección óptica de fluorescencia a una cantidad o a una concentración del analito,

seleccionándose el catión de: un catión de tetraalquilamonio, un catión de trialquilamonio y un catión de dialquilamonio,

seleccionándose el anión de:

un anión acetato;

un anión propionato;

un anión butirato;

un anión carboxilato con un número de átomos de carbono de 4 a 15;

un anión fosfato;

un anión hidrógeno-fosfato;

un anión dihidrógeno-fosfato;

un anión benzoato;

un anión fenilacetato;

un anión fenolato;

un anión cianuro;

un anión fluoruro;

un anión carbonato;

un anión hidrógeno-carbonato; y

un anión formiato,

comprendiendo la solución indicadora un disolvente polar, no fluorescente, y

comprendiendo la iluminación UV una exposición de la solución indicadora que interactúa con el analito en un intervalo de longitudes de onda de 255-300 nm.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el catión de tetraalquilamonio se selecciona de un catión de tetrabutilamonio, un catión de tetrahexilamonio y un catión de tetraoctilamonio, y

el anión se selecciona de un anión acetato, un anión benzoato y un anión fosfato.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 o 2, en el que el disolvente polar no fluorescente se selecciona entre: N,N-dietilformamida, N,N-dipropilformamida, N,N-dimetilformamida, N,N-dibutilformamida, 1-formilpirrolidina, dimetilsulfóxido, dietilsulfóxido, dipropilsulfóxido, dibutilsulfóxido, 1-óxido de tetrahidrotiofeno, acetamida, N,N-dimetilacetamida, N,N'-diformil-N,N'-dimetiletilendiamina, N,N-dietilacetamida, 1,4-piperazina dicarboxaldehído, derivados de diformamida, 1,3,5-triazina-1,3,5(2H,4H ,6H)-tricarboxaldehído, derivados de triformamida, una poliamida, una polivinilpirrolidona, una poliformamida, una poliacrilamida, una poli(N,N-dimetilacrilamida) y un polietilenglicol, o una mezcla de al menos dos de los mencionados.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el que la detección óptica de fluorescencia incluye excitar una fluorescencia del complejo formado a una longitud de onda de excitación en un intervalo de 400 nm a 500 nm, y detectar una magnitud de fluorescencia en un intervalo de 550 nm a 700 nm.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que la magnitud de la fluorescencia incluye una intensidad de fluorescencia y/o un rendimiento cuántico de fluorescencia.

6. Procedimiento según la reivindicación 4 o 5, en el que

- la magnitud detectada de la fluorescencia se asigna a una cantidad conocida o a una concentración conocida del analito, de modo que tiene lugar una calibración del procedimiento; o

- la magnitud detectada de la fluorescencia se atribuye a una concentración conocida del analito en una solución, de modo que tiene lugar una determinación al menos semicuantitativa del analito en una muestra con una concentración desconocida del analito, en donde la solución se obtiene por una extracción de la muestra o es la propia muestra.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en el que la concentración del anión en la solución indicadora está entre 20-220 mM, en particular entre 50-100 mM.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en el que la interacción de la solución indicadora con el analito está precedida por un enriquecimiento del analito de una muestra sobre un material portador hidrófobo.

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el material portador hidrófobo se selecciona de: un poli(metacrilato de bencilo), un poliestireno, una celulosa hidrofobizada o un material de sílice hidrofobizado, por ejemplo, un soporte cromatográfico, así como teflón u otro material hidrófobo, siendo indiferente si el poli(metacrilato de bencilo), el poliestireno, la celulosa hidrofobizada, el material de sílice hidrofobizado o el otro material hidrófobo está presente en forma reticulada o no reticulada con o sin un reticulante.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el complejo, que comprende el analito y el anión, es un complejo sigma de TNT aniónico fluorescente.

11. Uso de luz UV en un intervalo de longitudes de onda de 255-300 nm para la formación catalítica de un complejo sigma aniónico, que comprende TNT y un anión, seleccionado de un anión acetato, un anión benzoato y un anión fosfato, la luz UV sirve para exponer una solución indicadora que se pone en contacto con una muestra que se analizará para TNT y que comprende el anión, un catión, así como un disolvente polar no fluorescente, y

en el que el catión se selecciona de: un catión de tetraalquilamonio, que comprende un catión de tetrabutilamonio, un catión de tetrahexilamonio o un catión de tetraoctilamonio; un catión de trialquilamonio; y un catión de dialquilamonio.

12. Uso de un complejo sigma aniónico, que comprende TNT y un anión, para la detección óptica de fluorescencia o para la cuantificación óptica de fluorescencia de TNT en una muestra, en particular en una muestra medioambiental;

en donde el complejo sigma se forma fotocatalíticamente por la iluminación UV de una solución indicadora que interactúa con un analito en un intervalo de longitudes de onda de 255-300 mm;

comprendiendo el analito 2,4,6-trinitrotolueno,

la solución indicadora comprende un catión, un anión y un disolvente polar no fluorescente,

seleccionándose el catión de: un catión de tetraalquilamonio, un catión de trialquilamonio y un catión de dialquilamonio, y

seleccionándose el anión de:

un anión acetato;

un anión propionato;

un anión butirato;

un anión carboxilato con un número de átomos de carbono de 4 a 15;

un anión fosfato;

un anión hidrógeno-fosfato;

un anión dihidrógeno-fosfato;

un anión benzoato;

un anión fenolato;

un anión fenilacetato;

un anión cianuro;

un anión fluoruro;

un anión carbonato;

un anión hidrógeno-carbonato; y

un anión formiato.

13. Sensor para la detección óptica de fluorescencia de TNT en un fluido, que comprende una capa sensora dispuesta sobre un sustrato, en donde la capa sensora comprende una solución indicadora que contiene un catión, un anión y al menos un disolvente polar no fluorescente, y está dispuesta sobre el sustrato de tal manera que el fluido que presumiblemente contiene TNT puede interactuar con la capa sensora a través de la formación de un complejo inducida fotocatalíticamente, y una señal de fluorescencia resultante de esta interacción es medible ópticamente, seleccionándose el catión de: un catión de tetraalquilamonio, un catión de trialquilamonio y un catión de dialquilamonio, seleccionándose el anión de:

un anión acetato;

un anión propionato;

un anión butirato;

un anión carboxilato con un número de átomos de carbono de 4 a 15;

un anión fosfato;

un anión hidrógeno-fosfato;

un anión dihidrógeno-fosfato;

un anión benzoato;

un anión fenilacetato;

un anión fenolato;

un anión cianuro;

un anión fluoruro;

un anión carbonato;

un anión hidrógeno-carbonato; y

un anión formiato,

comprendiendo la formación del complejo inducida fotocatalíticamente una exposición de la solución indicadora que interactúa con el analito en un intervalo de longitudes de onda de 255-300 nm.

14. Sensor según la reivindicación 13, en donde el catión de tetraalquilamonio se selecciona de un catión de tetrabutilamonio, un catión de tetrahexilamonio y un catión de tetraoctilamonio, y

el anión se selecciona de un anión acetato, un anión benzoato y un anión fosfato.

15. Sensor según una de las reivindicaciones 13 o 14, en donde el al menos un disolvente polar no fluorescente se selecciona de:

N,N-dietilformamida, N,N-dipropilformamida, N,N-dimetilformamida, N,N-dibutilformamida, 1 -formilpirrolidina, dimetilsulfóxido, dietilsulfóxido, dipropilsulfóxido, dibutilsulfóxido, 1-óxido de tetrahidrotiofeno, acetamida, N,N-dimetilacetamida, N,N'-diformil-N,N'-dimetiletilendiamina, N,N-dietilacetamida, 1,4-piperazina dicarboxaldehído, derivados de diformamida, 1,3,5-triazina-1,3,5(2H,4H,6H)-tricarboxaldehído, derivados de triformamida, una poliamida, una polivinilpirrolidona, una poliformamida, una poliacrilamida, una poli(N,N-dimetilacrilamida) y un polietilenglicol, o una mezcla de al menos dos de los mencionados.