一种芥子气荧光探针及试剂盒、检测试纸及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种快速检出芥子气的荧光探针化合物6‑AQF或7‑AQF及其试剂盒、检测试纸，及其制备方法，特征是以喹啉为荧光发色团，硫代酰胺为反应位点，将6‑或7‑(二乙基氨基)‑4‑(三氟甲基)喹啉‑2(1H)‑酮与劳森试剂进行氧硫交换反应，所得到的6‑AQF或7‑AQF，与氢氧化钾和无水乙醇组成试剂盒，可通过荧光滴定标准曲线法检测溶液中芥子气的浓度，响应速度快、检出限低；将滤纸在6‑AQF或7‑AQF与氢氧化钾、聚环氧乙烷溶解在乙腈所制成的溶液中浸渍后晾干，得到检测芥子气的试纸，能对气相中芥子气可视化监测，成本低、灵敏度高、选择性好，具有良好的应用前景。

A mustard gas fluorescence probe, kit, test paper and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种芥子气荧光探针及试剂盒、检测试纸及其制备方法
本专利技术属于芥子气检测
，具体涉及基于喹啉染料的检出芥子气的荧光探针化合物，及其与氢氧化钾和无水乙醇组成的试剂盒、以及芥子气检测试纸的制备方法。
技术介绍
芥子气，双(2-氯乙基)硫化物的俗称，为无色至琥珀色油状液体，具有类似大蒜的气味而得名。自第一次世界大战被使用以来，在许多军事冲突中使用最广泛的化学战剂，已累计导致数百万人伤亡。芥子气被称为“毒气之王”和“现代战术战争中的首选化学武器”。暴露于芥子气通常导致剂量依赖性皮肤损伤，甚至导致坏死，眼睛受伤甚至永久性失明，呼吸衰竭甚至死亡，此外，由于染色体损伤，芥子气可能对人类具有致癌性和致突变性。与其他化学战剂相比，芥子气易于制备，施毒形式更多样，被恐怖分子使用的可能性更大，这对国家安全构成的威胁将长期存在。因此，发展方便、快速、准确的芥子气的荧光探针及其探测系统具有重要的意义。目前，与神经毒剂相比，检测芥子气的方法较少，通常为常规仪器分析方法，需要昂贵的仪器和复杂的操作，非特异性，经常发生误报。与之相比，比色荧光探针方法具有耗费低、便捷、操作简单等优点，引起人们的广泛关注。然而，在已公开的有关芥子气检测的文献中，如美国《分析化学》(Anal.Chem.,2018,90,1417-1422,V.Kumar,H.Rana,G.RavirajuandA.K.Gupta,Chemodosimeterforselectiveandsensitivechromogenicandfluorogenicdetectionofmustardgasforrealtimeanalysis.)、英国《化学通讯》(Chem.Commun.,2014,50,12363-12366,D.R.Goud,A.K.Purohit,V.Tak,D.K.Dubey,P.KumarbandD.Pardasani,Ahighlyselectiveandsensitive“turn-on”fluorescencechemodosimeterforthedetectionofmustardgas.)中所介绍的荧光探针仍存在一些不足，比如测试过程需要60℃的高温、响应时间在60℃和室温下分别长于1分钟和60分钟、溶液中检出限高于1μM、缺乏气体检测研究、合成步骤繁复等，这些都严重制约了它们在实际中的应用。因此，发展一种合成步骤简单，探测灵敏度高，响应快的芥子气荧光探针，具有重要的应用价值。
技术实现思路
本专利技术针对现有检测芥子气技术中存在的问题，提供一种快速检出芥子气的荧光探针化合物6-或7-(二乙基氨基)-4-(三氟甲基)喹啉-2(1H)-硫酮(以下简称6-AQF或7-AQF)及试剂盒、检测试纸，及其制备方法。在这项研究中，本专利技术选择2-氯乙基乙基硫醚作为芥子气替代物，该替代物具有和芥子气相似的化学性质却无相关毒理学性质，测试中所述芥子气均指2-氯乙基乙基硫醚。本专利技术的快速检出芥子气的荧光探针化合物，特征在于其为以喹啉为荧光发色团、以硫代酰胺为芥子气的反应位点的化合物6-或7-(二乙基氨基)-4-(三氟甲基)喹啉-2(1H)-硫酮(6-AQF或7-AQF)，具有下式所示结构：式中，R1基团为二乙基氨基、R2基团为氢，或RR1基团为氢、R2基团为二乙基氨基。本专利技术的快速检出芥子气的荧光探针化合物6-AQF或7-AQF的合成方法，其特征在于采取6-或7-(二乙基氨基)-4-(三氟甲基)喹啉-2(1H)-酮化合物(以下简称化合物A)与劳森试剂一步法氧硫交换反应，将6-或7-(二乙基氨基)-4-(三氟甲基)喹啉-2(1H)-酮(化合物A)和劳森试剂按1:1～2的摩尔比加入到甲苯中，80～120℃氮气保护下搅拌，通过薄层色谱法监控至无6-或7-(二乙基氨基)-4-(三氟甲基)喹啉-2(1H)-酮(化合物A)残余后，反应粗产物经柱层析纯化，即得到探针化合物6-或7-(二乙基氨基)-4-(三氟甲基)喹啉-2(1H)-硫酮(6-AQF或7-AQF)；该合成路线可表示为：在上述合成探针化合物6-AQF或7-AQF的基础上，可以采用本专利技术的探针化合物6-AQF或7-AQF分别以探针化合物:KOH＝3:4.5或3:8.4的质量比与无水乙醇组成试剂盒。进一步地，本专利技术的快速检出芥子气的检测试纸，其特征在于以聚环氧乙烷为负载材料，将6-AQF或7-AQF分别以探针化合物:KOH:聚环氧乙烷＝3:4.5:1000或3:8.4:1000的质量比溶解在乙腈中制成溶液，将滤纸在该溶液中浸渍之后晾干，即得到检测芥子气的快速检测试纸。本专利技术的探针化合物6-AQF或7-AQF采用硫代酰胺作为反应位点，合成方法简便，仅需一步反应即可制得，反应条件温和，操作简单，产率高。本专利技术的探针化合物6-AQF或7-AQF具有60℃条件下1分钟以及室温条件下24分钟内快速响应，荧光检测芥子气的特征。本专利技术的探针化合物6-AQF或7-AQF与氢氧化钾和无水乙醇组成试剂盒，测试使用时，配制成6-AQF或7-AQF和氢氧化钾的乙醇溶液，该溶液在365nm紫外灯光下无荧光；向溶液中加入芥子气后，紫外灯光下的荧光颜色呈现绿色，溶液中对芥子气的检出限低至0.28μM；而目前芥子气荧光探针最低检出限普遍大于1μM；通过测定该6-AQF或7-AQF、氢氧化钾的乙醇溶液和芥子气浓度的荧光标准曲线图，则可实现对溶液中小于10μM的微量浓度范围内的芥子气的定量检测；将滤纸在6-AQF或7-AQF、氢氧化钾与聚环氧乙烷溶解在乙腈制成的溶液中浸渍后晾干制备出的荧光检测芥子气的试纸，在芥子气气氛中，检测试纸在365nm紫外光下荧光由无色变为绿色，并且变化小于1分钟；而目前芥子气气体荧光探针响应时间普遍介于1～30分钟；本专利技术的探针6-AQF或7-AQF及其检测试纸仅对芥子气才具有这些响应，而对其他相似检测物及其气体则没有上述响应，说明本专利技术的6-AQF或7-AQF及其检测试纸对芥子气具有很好的选择性。尤为突出的是，检测试纸对芥子气的“裸眼”检出限低至0.2ppm。综上所述，本专利技术的快速检出芥子气的荧光探针化合物6-AQF或7-AQF的制备方法，采取了喹啉为荧光发色团，硫代酰胺为反应位点，将6-或7-(二乙基氨基)-4-(三氟甲基)喹啉-2(1H)-酮与劳森试剂进行氧硫交换反应，所得到的6-AQF或7-AQF，与氢氧化钾和无水乙醇组成试剂盒，可通过荧光滴定标准曲线法检测溶液中芥子气的浓度，且响应速度快、检出限低；将滤纸在6-AQF或7-AQF与氢氧化钾、聚环氧乙烷溶解在乙腈所制成的溶液中浸渍后晾干，得到检测芥子气的试纸，能对气相中芥子气可视化监测，成本低、灵敏度高、选择性好，具有良好的应用前景。附图说明图1为本专利技术的7-AQF(20μM)、氢氧化钾(KOH，300μM)的乙醇溶液在未加入芥子气和加入芥子气(2mM)在室温下30分钟后的紫外/可见吸收光谱图。图2为本专利技术的7-AQF(20μM)、氢氧化钾(KOH，300μM)的乙醇溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速检出芥子气的荧光探针化合物6-AQF或7-AQF，特征在于其为以喹啉为荧光发色团、以硫代酰胺为芥子气的反应位点的化合物6-或7-(二乙基氨基)-4-(三氟甲基)喹啉-2(1H)-硫酮，具有下式所示结构：/n

【技术特征摘要】
1.一种快速检出芥子气的荧光探针化合物6-AQF或7-AQF，特征在于其为以喹啉为荧光发色团、以硫代酰胺为芥子气的反应位点的化合物6-或7-(二乙基氨基)-4-(三氟甲基)喹啉-2(1H)-硫酮，具有下式所示结构：



式中，R1基团为二乙基氨基、R2基团为氢，或R1基团为氢、R2基团为二乙基氨基。


2.权利要求1所述快速检出芥子气的荧光探针化合物6-AQF或7-AQF的合成方法，其特征在于将化合物A即6-或7-(二乙基氨基)-4-(三氟甲基)喹啉-2(1H)-酮和劳森试剂按1:1～2的摩尔比加入到甲苯中，80～120℃氮气保护下搅拌，通过薄层色谱法监控至无6-或7-(二乙基氨基)-4-(三氟甲基)喹啉-2(1H)...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋钦华，冯伟，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34