【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】肼是農(nóng)醫(yī)藥、化學(xué)化工及航天軍事領(lǐng)域的重要原料，其易揮發(fā)、高毒等特性可嚴(yán)重?fù)p傷人體肺部、腎臟及中樞神經(jīng)系統(tǒng)。鑒于肼對(duì)環(huán)境生態(tài)與生命健康領(lǐng)域的威脅，其快速、高靈敏、準(zhǔn)確檢測(cè)對(duì)保障生產(chǎn)和生命安全、提升環(huán)境和社會(huì)預(yù)警能力具有重要意義。提高肼檢測(cè)響應(yīng)速度是實(shí)現(xiàn)其快速預(yù)警的關(guān)鍵，也是該領(lǐng)域的難點(diǎn)。
 

　　中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所爆炸物傳感檢測(cè)團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于痕量?；窓z測(cè)方法研究，在危化品光學(xué)探針設(shè)計(jì)、識(shí)別檢測(cè)原理方面取得了系列研究成果(Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202203358、Adv. Mater. 2020, 32, 1907043、Adv. Sci. 2020, 7, 2002991)。研究人員近期針對(duì)?；冯碌目焖俣ㄐ詸z測(cè)難題，提出了探針識(shí)別位點(diǎn)與肼分子間非共價(jià)相互作用的精確調(diào)控策略，實(shí)現(xiàn)了肼的超快熒光點(diǎn)亮檢測(cè)。
 

　　研究人員從反應(yīng)型熒光探針與目標(biāo)物分子相互趨近角度出發(fā)，以探針識(shí)別位點(diǎn)與肼分子間非共價(jià)相互作用為著眼點(diǎn)，通過(guò)帶有不同吸電子基團(tuán)的R-苯甲酸與熒光素分子間的酯化反應(yīng)，構(gòu)建了系列以酯鍵為識(shí)別位點(diǎn)的熒光探針?lè)肿覨-R(R=-CN、-NO2、-F)。
 

　　系統(tǒng)的密度泛函理論計(jì)算與分子動(dòng)力學(xué)模擬表明，利用R基團(tuán)的不同吸電子性質(zhì)控制酯鍵識(shí)別位點(diǎn)表面電荷性能，精確調(diào)控了識(shí)別位點(diǎn)和肼分子間的非共價(jià)作用力強(qiáng)度。該調(diào)控策略有效增強(qiáng)了兩者在反應(yīng)前相互趨近過(guò)程的結(jié)合效率，進(jìn)而顯著提升了檢測(cè)體系的響應(yīng)速度。
 

　　相較于已報(bào)道的熒光點(diǎn)亮型探針?lè)肿?響應(yīng)時(shí)間范圍：600-3600 s)，該研究中調(diào)控優(yōu)化后的F-CN探針?lè)肿訉?shí)現(xiàn)了對(duì)肼2-3 s內(nèi)的超快熒光點(diǎn)亮檢測(cè)。研究成果有望為基于識(shí)別位點(diǎn)與目標(biāo)物親和力調(diào)控提升反應(yīng)型熒光探針體系響應(yīng)速度提供理論和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，為環(huán)境檢測(cè)領(lǐng)域的快響應(yīng)探針定向設(shè)計(jì)提供新思路和理論依據(jù)。
 

　　相關(guān)研究成果發(fā)表在Cell Reports Physical Science上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、中科院西部之光人才項(xiàng)目、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)人才項(xiàng)目、中科院從0到1原始創(chuàng)新項(xiàng)目、新疆維吾爾自治區(qū)杰出青年基金等的資助。
 

F-R系列熒光探針識(shí)別位點(diǎn)調(diào)控策略