基于Fluoral-P衍生物的新型甲醛探针的光谱特性研究

• 作者: 刘阳依 周中能 徐建华 曹思敏 陈缙泉
• 来源期刊: 光谱学与光谱分析
• 学科: 化学
• 关键词: 甲醛探针 Fluoral-P 3F-FP 水解速率 荧光光谱
• 年，卷（期）: 2019,（3）
• 页码范围: 828-833
• 页数: 6页
• 分类号: O657.3
• 字数: 3233字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2019)03-0828-06

摘要

甲醛 (HCHO) 是目前室内空气主要污染物之一, 长期暴露在过量甲醛环境中会对人的眼睛、皮肤、呼吸器官等产生严重危害, 甚至可能导致神经系统功能的丧失[1]以及耳、鼻和喉癌[2].因此, 快速、高效、准确地实现甲醛气体的检测, 对于保障人类健康具有重大的意义.当前有很多种方法可以用于甲醛气体的检测.例如, 气相色谱法 (GC) [3]和高效液相色谱法 (HPLC) [4], 色谱仪器能够提供低至μg·m-3级别的浓度检测, 但是仪器较为大型笨重, 并且检测非常耗时, 难以实现实时连续地对甲醛气体浓度的监测;基于气敏薄膜的半导体气体传感器具备响应时间短, 稳定性高以及可连续监测等优点, 然而这类传感器通常检测限较高 (＞300μg·m-3), 并且选择性差[5];基于酶的生物传感器通常有较好的灵敏性和选择性, 但是其热稳定性通常较差, 这严重限制了其应用[6].比色法和荧光法由于响应速度快, 灵敏度高, 检测限低, 选择性好以及传感器简单便宜等特点, 被广泛地应用于甲醛气体传感器的设计中去[7-9].这种方法是利用探针分子与甲醛发生特异性结合, 形成新的物质, 从而引起探针吸收光谱的变化或者发出荧光, 实现对甲醛的定量测量.Descamps等使用4-氨基-3-戊烯-2-酮 (Fluoral-P) 作为探针分子, 设计了一种手提式的甲醛检测仪[10].Fluoral-P是一种烯氨酮结构的物质, 能与甲醛特异性结合形成环状化合物3, 5-diacetyl-1, 4-dihydrolutidine (DDL).由于Fluoral-P自身的特征吸收带与DDL的吸收带相隔较远, 同时与甲醛结合后能够产生大斯托克斯位移的荧光峰, 因而被广泛应用于甲醛检测.然而, Fluoral-P在空气中有水分子存在的情况下极其不稳定, 容易发生水解, 形成乙酰丙酮和氨气, 严重限制了Fluoral-P在甲醛检测上的应用[10].采用紫外可见吸收光谱、稳态荧光光谱和气相色谱质谱 (GC-MS) 技术研究了Fluoral-P的一种衍生物, 4-氨基-1, 1, 1-三氟-3-丁烯-2-酮 (3F-FP), 与甲醛溶液相互作用的光学和化学特性.实验发现, Fluoral-P的水解速率为k=1.555 9×10-5 L2·mol-2·s-1, 然而, 3F-FP具有非常低 (接近0) 的水解速率, 水溶液环境下表现出了极好的稳定性.同时, 3F-FP可以与甲醛反应生成一种类似DDL的环状化合物6F-DDL, 使得3F-FP在430 nm处出现了一个新的吸收带, 并且在峰值489 nm处的荧光强度也得到了明显增强, 增强因子为12, 在峰值处的荧光增长速率为k=7.881×103 h-1.下一步我们将使用多孔玻璃作为3F-FP探针的载体, 不仅可以提高3F-FP分子浓度, 也可以增加探针分子与甲醛的接触表面积[11], 荧光增长速率还可以得到进一步的提高, 因此3F-FP分子在甲醛气体检测领域具备了良好的应用前景.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	徐建华	华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室	91	3722	29.0	60.0
2	曹思敏	华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室	19	4	1.0	2.0
3	陈缙泉	华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室	3	2	1.0	1.0
4	刘阳依	华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室	2	0	0.0	0.0
5	周中能	华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室	1	0	0.0	0.0