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新疆理化所提出基于電子效應(yīng)調(diào)控探針識(shí)別方式的GHB特異靈敏雙模檢測(cè)策略

研發(fā)快訊 2024年06月05日 14:23:49來(lái)源:中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所 14836
摘要目前,GHB檢測(cè)主要依賴(lài)于儀器分析方法。然而,因其分析周期長(zhǎng)、預(yù)處理復(fù)雜等局限性,難以滿(mǎn)足出于主動(dòng)防范目的現(xiàn)場(chǎng)、快速、可視化檢測(cè)需求。

  【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】γ-羥基丁酸(γ-Hydroxybutyric acid ,GHB)是一種典型的新精神活性物質(zhì)。由于其具有無(wú)色無(wú)味、易溶于水、鎮(zhèn)靜作用強(qiáng)等物理和生理特性,常在社交場(chǎng)合(如酒吧)被不法分子偽裝在飲品中,特別是酒精飲品中,用于實(shí)施藥物性性侵犯罪,中國(guó)、美國(guó)及歐盟等均將其列為管制物質(zhì)。因此,針對(duì)復(fù)雜體系中痕量GHB開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)快速、可視化檢測(cè)研究,對(duì)有效管控GHB濫用、及時(shí)發(fā)現(xiàn)和阻止性侵犯行為、維護(hù)人身安全和社會(huì)穩(wěn)定等具有重要意義。目前,GHB檢測(cè)主要依賴(lài)于儀器分析方法。然而,因其分析周期長(zhǎng)、預(yù)處理復(fù)雜等局限性,難以滿(mǎn)足出于主動(dòng)防范目的現(xiàn)場(chǎng)、快速、可視化檢測(cè)需求。
 
  針對(duì)GHB化學(xué)活性基團(tuán)少、線(xiàn)性結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn),中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所痕量化學(xué)物質(zhì)感知團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出了基于苯并噻唑基(HBT)探針取代基電子效應(yīng)調(diào)控提升探針識(shí)別GHB傳感性能的設(shè)計(jì)策略,設(shè)計(jì)合成了四種HBT基熒光探針(HBT-NO2、HBT-H、HBT-CH3、HBT-NH2),實(shí)現(xiàn)了GHB的高靈敏、高特異、快速、比色-熒光雙??梢暬瘷z測(cè)。具體來(lái)說(shuō),由于各探針取代基電荷性質(zhì)不同,驅(qū)動(dòng)探針?lè)肿诱w電荷分布顯著改變,使得GHB分子從不同方向接近探針?lè)肿樱M(jìn)而引起探針以不同非共價(jià)作用形式(如氫鍵、范德華力等)識(shí)別GHB并引起差異化的光學(xué)響應(yīng)。其中,HBT-NO2和HBT-H探針識(shí)別GHB分子后分別產(chǎn)生黃色比色現(xiàn)象、藍(lán)色熒光點(diǎn)亮現(xiàn)象,進(jìn)而組成比色-熒光雙探針傳感體系。該傳感體系對(duì)GHB的檢測(cè)限低至0.586 ng/mL,響應(yīng)時(shí)間僅0.2 s,并且對(duì)結(jié)構(gòu)類(lèi)似物(1 ,4-丁二醇、正丁醇、乳酸)、潛在共存物質(zhì)(茶多酚、木糖醇、抗壞血酸、煙酰胺、安賽蜜、草酸、尿素、三氯蔗糖、葡萄糖)等具有良好的選擇性和抗干擾性。此外,構(gòu)建了PVA基傳感材料,并搭載于團(tuán)隊(duì)自主研制的分析師智能裝備中,實(shí)現(xiàn)了GHB殘留溶液的半定量分析測(cè)試。此外,為滿(mǎn)足潛在受害者預(yù)防性、隱蔽性檢測(cè)需求,構(gòu)建了便攜式眼影盒傳感器件,實(shí)現(xiàn)了13種常見(jiàn)酒精類(lèi)和非酒精類(lèi)飲品中外加GHB的隱蔽、準(zhǔn)確、可視化檢測(cè)。
 
  該工作所提出的基于電子效應(yīng)調(diào)控提升GHB檢測(cè)性能的探針設(shè)計(jì)策略為基于非共價(jià)識(shí)別機(jī)制的傳感探針設(shè)計(jì)開(kāi)辟了新思路,為GHB主動(dòng)式檢測(cè)需求提供了解決方案,并為相關(guān)物質(zhì)痕量檢測(cè)器件的開(kāi)發(fā)提供了借鑒。
 
  相關(guān)研究成果以“Electronic Effect Driven Specific and Sensitive Recognition toward GHB”為題發(fā)表于國(guó)際分析化學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊Analytical Chemistry,碩士研究生張石為第一作者,竇新存研究員和劉媛研究員為共同通訊作者,中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所為第一單位。該工作得到了新疆維吾爾自治區(qū)重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和新疆維吾爾自治區(qū)自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目等資助。
 
  圖(a)電子效應(yīng)誘導(dǎo)HBT基探針識(shí)別GHB的不同相互作用機(jī)制和光學(xué)響應(yīng)示意圖;(b)探針功能化基底對(duì)GHB的光學(xué)響應(yīng)圖像;(c)眼影盒式傳感器件對(duì)GHB的比色-熒光雙模響應(yīng)圖像

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