基于荧光探针的2,4,6-三硝基苯酚快速检测方法研究

发布时间：2020-07-14 13:45

【摘要】：2,4,6-三硝基苯酚(又称苦味酸,缩写为TNP、PA)是一种常见的猛炸药,其威力强于2,4,6-三硝基甲苯(TNT)。除了作为爆炸物,TNP在染料、医药、皮革等行业中被大量使用,可作为织物的染料或玻璃上色的原料,并在使用过程中极易泄露到环境中,污染地下水与土壤,使之逐渐成为一种环境污染物。由于强大的爆炸威力和使用过程中对环境造成的污染,使得TNP近年来受到越来越多的关注。出于对国家安全、人民社会安定、环境保护等方面考虑,研究TNP的快速检测方法意义重大。本论文通过总结TNP的检测研究进展,从其分子结构出发,利用简单化学合成制备出了一种基于傒酰亚胺的小分子荧光探针PDI-M用于TNP的快速检测;同时对荧光探针与TNP的相互作用机理与检测机制进行了研究;优化了检测性能,并制备快检试纸用于模拟样品的检测。主要内容如下:1、以傒-3,4,9,10-四羧酸二酐(PDI)、2-溴乙胺氢溴酸盐、咪唑为原料,通过一步反应合成了小分子荧光探针PDI-M,并用核磁共振氢谱(~1H NMR)、高分辨率质谱(HR-MS)对其进行了表征。2、论文考察了荧光探针PDI-M的荧光性质,优化了检测的实验条件。使用TNP对探针PDI-M进行了荧光滴定实验,结果表明TNP对于探针具有良好的淬灭效果;通过测定探针溶液在547 nm处的荧光强度值I_(547),计算出了在20-80μmol/L的范围内,TNP的浓度与I_(547)值呈现出良好的线性关系,并推算出了检测限,这一结果对探针PDI-M在TNP的定量检测应用具有重要意义。3、论文考察了探针PDI-M对TNP的可视化检测、响应时间与稳定性测试、选择性与抗干扰能力测试等内容。在365 nm手持紫外灯下,我们将20μmol/L设定为PDI-M对TNP的可视化检测限,探针也同时实现了对干扰物的可视化检测;对探针PDI-M检测TNP的作用机理进行了解释与分析;探针PDI-M的响应时间较短(1 min左右)并且稳定性较好;在选择性与抗干扰能力上,探针PDI-M选择性与抗干扰能力均表现优异。4、论文采用空白尘土加标的实验方法模拟爆炸尘土,使用该探针检测空白尘土中的TNP,取得了较好结果。方法的准确度与精密度表现良好,平均回收率较高并且较为稳定。此外还研究制备了一种基于PDI-M的TNP检测用荧光试纸,对其相关性能进行了测试与应用。
【学位授予单位】：中国人民公安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O657.3;TQ560.72
【图文】：

结构式

P）概述的最为严重的暴力犯罪之一直以来都是公安机关打击的也是前所未有的。因此，土安全等都具有重要意义爆炸物物品和爆炸残留物炸物快速或现场检测技术世界反恐领域的研究热点分为物理爆炸、化学爆炸种类繁多，其组成及性质，芳香族硝基炸药是一种的碳原子相连，如 2,4,6-三。

能级图,磷光,能级图,荧光

图 1.2 荧光、磷光产生能级图种光致发光的冷发光现象，某种常温物质经某种波长的线）照射，吸收光能后进入激发态，并且立即退激发同光（通常波长在可见光波段）；并且一旦停止入射光，这种性质的出射光称之为荧光[22]。的分子吸收入射光能量后，其中的电子从基态 S0（通常自旋多重度的激发态（S1，S2），如图 1.2 所示，处于途径释放其能量回到基态 S0。比如其可以经由非常快的射跃迁至能量稍低并具有相同自旋多重度的激发态，紧到基态 S0，此过程发出的光就是荧光。与荧光过程不同相当数量的电子继续保持在亚稳态上并持续发光直到所释放的光称作磷光。

荧光光谱,荧光探针,结构示意图,连接基团

(Fluorophore)、连接基团(Spacer)和识别结合基团(Receptor)[24]，其结构如图1.3 所示。图 1.3 荧光探针的结构示意图荧光信号基团，起到了信息传输的作用，它把识别基团与待测物结合所引起的化学信息变化转变为能够为人感知（颜色变化）的或仪器检测的荧光信号（荧光光谱）。信号的表达可以是荧光的增强或减弱、光谱的移动、荧光寿命的变化等，同时荧光信号基团的选取也很值得考察研究，一般优先选择绿色无毒、荧光量子产率高、灵敏度高、稳定性好、选择性好的荧光物质分子。连接基团，将识别结合基团和荧光信号基团连接起来，根据使用效果有时需要设计不同的连接基团，连接基团的合适与否将直接影响输出信号的效果。识别结合基团，其与待测物之间通过静电力、共价键、氢键、配位键等作用发生特异性结合，引起荧光基团的荧光发射波长或荧光强度改变，进而实现检测目的。识别基团与待测物之间的结合能力和效果直接关系到探针的选择性和特异性

【参考文献】