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研究背景
苦味酸(PA)作为一种常见的硝基芳香族爆炸物,不仅在军事领域具有重要应用,更因其高水溶性和强毒性成为环境污染的重要源头。它不仅具有强毒性,可引发眼疾、贫血甚至癌症,且水溶性强,极易造成水体污染—美国环保署(EPA)已明确规定水中PA浓度超过0.001 mg/L即属污染物范畴。然而,由于PA与其他硝基芳香化合物(NACs)的理化性质相似,实现其高选择性、高灵敏度检测一直是环境分析领域的难点。
结论
本研究通过将荧光酮功能化的酰胺探针(AM)封装于阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)胶束中,构建了AM@SDS二元体系。采用高分辨透射电镜(HRTEM)、动态光散射(DLS)和荧光光谱(FL)等多种光谱技术表征了AM@SDS胶束的形成。研究发现,AM与SDS胶束微环境相互作用时荧光强度显著增强;而相较于其他硝基芳香族化合物(NACs),PA存在时358 nm处的荧光强度显著淬灭。该体系对PA的检测限达368 nm。更重要的是,AM@SDS二元体系在湖水、河水和自来水等多种实际水样中均表现出卓越的PA检测效能,回收率高达99.9%。
创新点:
本研究团队设计合成了一种基于荧光酮的酰胺功能化探针(AM),并将其封装于阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)胶束中,构建了AM@SDS二元传感体系。通过高分辨透射电镜(HRTEM)和动态光散射(DLS)技术证实了该体系的成功构建: 
图1. AM的合成方案
AM@SDS体系展现出对PA的卓越选择性识别能力。当体系中加入PA时,358nm处的荧光强度显著淬灭,检测限低至368nM(1.25×10⁵ M⁻¹结合常数),远低于EPA规定的安全阈值。这种特异性识别源于:胶束疏水核心对AM探针的有效封装,电子给体(AM的甲氧基)与电子受体(PA的硝基)之间的电荷转移作用和SDS胶束表面提供的分子识别平台,具有特异性识别与超灵敏响应的检测机制。
后续对湖水、河水和自来水等多种实际水样中验证了该传感体系的实用性,通过加标回收实验,回收率高达99.9%,证实了该方法在实际环境监测中的可靠性。

图2. AM@SDS 的制备示意图
与传统检测方法相比,AM@SDS体系具有明显优势:检测限(368nM)低于多数报道的荧光传感器,能在其他硝基芳香化合物存在下仍能特异性识别PA,其通过水相检测,无需复杂样品前处理并且使用商业可得表面活性剂,合成路线简单。

图3. AM@SDS对PA的传感机理示意图
结论与展望
该研究构建的AM@SDS荧光胶束探针,通过巧妙设计的超分子组装策略,实现了水相中苦味酸的高选择性、高灵敏度检测。相较于现有技术,其优势体现在:水相兼容性好,无需有机相辅助;检测限低,满足环境安全标准;操作简便,适用于现场快速筛查。
未来,该体系有望进一步拓展至其他硝基 explosives 的检测,并通过集成便携式荧光设备,实现环境污染物的实时监测,为生态保护与国家安全提供技术支撑。
文章信息
Precision picric acid detection via a fluorenone-amide functionalized fluorescent micellar probe
Neha, Navneet Kaur.
https://doi.org/10.1016/j.esi.2024.10.001
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