【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)。由于其具有無色無味、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-熒光雙模可視化檢測(cè)。具體來說，由于各探針取代基電荷性質(zhì)不同，驅(qū)動(dòng)探針分子整體電荷分布顯著改變，使得GHB分子從不同方向接近探針分子，進(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種常見酒精類和非酒精類飲品中外加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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