一种基于电子能量转移机制检测乙二胺的比率荧光和比色双模试剂制造技术

本发明专利技术提供了一种基于电子能量转移机制检测乙二胺的比率荧光和比色双模试剂，该试剂是由色酮功能化的红色荧光量子点和有机溶剂组成

【技术实现步骤摘要】
一种基于电子能量转移机制检测乙二胺的比率荧光和比色双模试剂


[0001]本专利技术属于非制式爆炸物原料检测分析领域，提供了一种基于电子能量转移机制检测乙二胺的比率荧光和比色双模试剂
。

技术介绍

[0002]乙二胺作为典型的胺类化合物具有碱性
、
亲核性和水溶性等特征，同时可作为含氮炸药的氮源，是制造非制式爆炸物
Picatinny
强效液体炸药的主要原料之一
。
此外，尽管乙二胺被公安部列为易制爆危险化学品，但由于其常用于化工生产及学术研究而较容易获得，且乙二胺具有易挥发性和较强的腐蚀性，易对环境造成危害
、
威胁人类健康
。
因此实现痕量乙二胺的快速可视化检测具有重要的应用价值
。
[0003]目前乙二胺的检测方法主要有高效气相
/
液相色谱法
、
离子色谱法
、
电化学法
、
光学检测法
(
荧光法或比色法
)
等
。
其中，光学检测法可给予直观的颜色信号，操作方便且便于携带，不需要任何复杂的操作设备及程序，且成本低适合批量应用化，因此具有非常优异的应用前景及价值
。
用于检测乙二胺的光学检测法通常基于乙二胺的碱性或亲核性设计探针分子以实现荧光或颜色变化
。
如，西北师范大学林奇教授课题组设计的8‑
羟基喹啉功能化柱
[5]芳烃材料实现了乙二胺蒸气的荧光猝灭检测
(ACS Sustainable Chemistry&Engineering 2021,9,16203
‑
16209
；
CN 113173883 B)
；印度
Kulathu Iyer Sathiyanarayanan
教授课题组设计的邻二氰基类荧光探针用于乙二胺的比率荧光检测
(Dyes and Pigments,2020,178,108346)
；公开号为：
CN 112964705 B
公开了“一种快速比色和荧光点亮双模检测乙二胺的试剂”，能够快速比色和荧光点亮检测乙二胺，弥补了探针分子合成繁琐的不足
。
但这些特异性检测乙二胺的荧光探针容易因光漂白而造成荧光猝灭，进而影响检测效果
。
[0004]而半导体量子点具有优异的光学特性和无与伦比的光稳定性，且由于其易修饰的表面化学特性及可调控的能级使其在生物和化学领域都得到了广泛的应用
。
西班牙
Pedro J.Rodriguez
‑
Canto
教授课题组以
CdSe
和
PbS
量子点制备了一种小型化学传感器，实现了乙二胺的猝灭检测
(RSC Advances,2015,5,19874
–
19883)。
但其未对量子点做功能化特异性配体的修饰，因而特异性有待提升
。
而目前大多数现有的功能化量子点检测体系基于共振能量转移
(FRET)、
光诱导电子转移
(PET)、
内滤效应
(IFE)
或这些作用相互结合实现对目标物荧光信号的变化
。
通常，与单发射信号相比，双发射信号使得检测后具有内部参比，因此目前常用
FRET
体系
。
但实现
FRET
需要满足四个条件：
(i)
量子产率相对较高的供体；
(ii)
供体发射光谱与受体吸收光谱重叠；
(iii)
过渡偶极子相对取向适当；
(iv)
供体和受体距离足够近
(
通常小于
10nm)。
这些条件严重阻碍了新的功能化量子点的探索，因而不利于高效传感方法的发展
。
考虑到能量转移也可以在无光谱重叠的情况下发生，电子能量转移
(electronic energy transfer
，
EET)
可能是一种更通用和更有前途的用于探索高性能传感方法的机制
。
而目前
EET
机制尚未应用于分析化学领域，更不用说通过设计功能化量
子点和与目标分析物的有效相互作用来启动
EET
传感机制
。
[0005]因此，本专利技术基于乙二胺的亲核性，采用色酮作为特异性识别探针接枝于红色荧光的
CdSe/ZnS
量子点，以色酮上的
C
‑
O
键为识别位点，基于
EET
机制实现乙二胺的比率荧光和比色双模检测
。
该试剂能够对乙二胺在数秒内实现由红色荧光到蓝色荧光及无色到黄色的变化，显色对比明显利于识别，同时该试剂合成较为简单，具有较强的特异性，抗光漂白
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于，提供一种基于电子能量转移机制检测乙二胺的比率荧光和比色双模试剂，该试剂由色酮功能化的红色荧光
CdSe/ZnS
量子点和有机溶剂组成
。
该双模试剂能够实现对乙二胺快速且稳定的特异性响应，其检测原理为：通过
CdSe/ZnS
量子点调控色酮配体吸电子特性，而使色酮上
C
‑
O
处的
C
呈现电正性而易与乙二胺发生亲核加成反应，导致色酮上
C
‑
O
键断裂而与乙二胺的氨基形成
C
‑
N
键，并由于氢键作用形成更大的共轭平面而发出蓝色荧光，而量子点本身红色荧光保持不变
。
通过理论计算构建量子点配体模型模拟证明了检测前电子空穴局域在量子点附近，而与乙二胺反应后电子空穴局域在配体附近，实现了在配体的吸收光谱与量子点的发射光谱无重叠的情况下由待测物乙二胺引起色酮功能化量子点体系中
EET
的产生
。
因而该试剂与乙二胺反应后荧光由红色变为蓝色，红色荧光作为内部参比，检测限为
0.11
μ
M
；在自然光下反应的颜色为无色变为黄色，检测限为
0.99
μ
M
，利于裸眼识别
。
该荧光比率和比色双模试剂具有良好的特异性，能够区分乙二胺与各种胺类
、
其他易制爆原料
/
爆炸物
、
生活日常用品等
40
余种干扰物，同时比色通道进一步加强了该试剂的选择性
。
该试剂构建了由待测物驱动的色酮功能化量子点体系实现
EET
机制，为非制式爆炸物原料乙二胺的现场检测提供了非常有效的理论基础及技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于电子能量转移机制检测乙二胺的比率荧光和比色双模试剂，其特征在于该试剂由色酮功能化的红色荧光
CdSe/ZnS
量子点和有机溶剂组成，具体操作按下列步骤进行：室温下，称取色酮功能化的红色荧光
CdSe/ZnS
量子点，溶于有机溶剂为乙醇
、
甲醇
、
二氯甲烷中的一种或任意两种溶剂中，超声
2min
至均匀，即得到用于检测乙二胺的比率荧光和比色双模试剂；其中：色酮为6‑

【专利技术属性】
技术研发人员：窦新存，任文飞，祖佰祎，
申请(专利权)人：中国科学院新疆理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：