【儀表網 研發快訊】色胺類精神活性物質是以色胺為母核結構的一類化合物，其快速、高靈敏、高特異性的檢測對社會穩定、人民健康和家庭和諧具有重要意義。基于席夫堿反應的光學探針構建是一種典型傳感策略，而目前席夫堿探針傳感性能的提高大多集中在調節傳感材料結構方面，從探針自身的性質和結構方面提高對目標物檢測性能的研究鮮有報道。因此，是否可以通過在探針中引入吸/給電子取代基來調節識別位點發生席夫堿反應的能力，進而影響其對目標物的檢測性能，對于理性設計高效的席夫堿基探針具有重要意義。
 

　　基于此，中國科學院新疆理化技術研究所痕量化學物質感知團隊從影響席夫堿反應活性的熱力學和動力學角度出發，提出了π共軛橋取代基吸電子能力調控識別位點反應活性的探針設計策略。基于α-甲基色胺中胺基親核性，以2-二氰基亞甲基-3-氰基-4,5,5-三甲基-2,5-二氫呋喃(TCF)為電子受體，以醛基為識別位點，采用克腦文格反應設計并制備了一系列席夫堿基熒光探針(FS-TCF、FBTV-TCF、BrFS-TCF)。研究發現，通過π共軛橋取代基吸電子能力(-C6H4、-C6H2N2、-C6H2Br2)調控識別位點的親電性，可實現其與目標物反應活性的調控。當π共軛橋為-C6H2Br2時，探針BrFS-TCF對α-甲基色胺具有最佳檢測效果，反應后熒光從橙色發射(613 nm)變為黃綠色發射(535 nm)，顏色從橙色(457 nm)變為無色(343 nm)，熒光檢測限為13 nM，比色檢測限為132 nM，響應時間為0.1秒。該探針對仲胺、叔胺、芳香族伯胺無響應，并可通過卷積神經網絡算法有效區分α-甲基色胺與脂肪族伯胺。此外，構建了BrFS-TCF-海綿基儲液測試筆，對α-甲基色胺顆粒的裸眼檢測限達0.645 ng，并實現了對人工搖頭丸和人工唾液中α-甲基色胺的鑒別。
 

　　作為一種可用于在復雜場景下識別痕量α-甲基色胺溶液和固體微粒的可靠、有效方法，本工作將為高靈敏、快速響應和可視化熒光探針設計以實現結構、性質相似物質的區分識別提供新的研究思路。
 

　　相關研究以“Precise Electron-Withdrawing Strength Regulation of π?Conjugate Bridge-Boosted Specific Detection toward α?Methyltryptamine”為題發表于《分析化學》(Analytical Chemistry)，論文第一作者為蔡珍珍副研究員和聯合培養碩士研究生霍知恒，通訊作者為竇新存研究員。該工作得到了國家自然科學基金、中國科學院青年創新促進會、新疆維吾爾自治區天山英才計劃等項目的資金支持。
 

π共軛橋取代基吸電子能力調控席夫堿基探針構筑策略、響應機制及性能對比