光氣熒光探針及其傳感機(jī)理分析

崔友飛 陳為洪

【摘 要】光氣是一種含有劇毒的危險(xiǎn)化學(xué)品，在農(nóng)藥、醫(yī)藥、工程塑料以及軍事等方面都有著廣泛的應(yīng)用。在應(yīng)用光氣的過程中，為了能夠保障人體的生命健康安全，就要做好光氣的檢測(cè)工作。熒光探針是現(xiàn)階段我國(guó)用于光氣檢測(cè)的主要工具，對(duì)檢測(cè)光氣具有重要的作用。本文以光氣熒光探針為主要研究對(duì)象，著重對(duì)光氣熒光探針及其傳感機(jī)理進(jìn)行分析，旨在促進(jìn)我國(guó)化學(xué)化工行業(yè)技術(shù)水平的提高。

【關(guān)鍵詞】光氣;熒光探針;傳感機(jī)理

前言：

化學(xué)品在生產(chǎn)研發(fā)和應(yīng)用的過程中，或多或少都會(huì)因化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生對(duì)人體有害的物質(zhì)。在進(jìn)行化學(xué)化工用品的生產(chǎn)過程中，要及時(shí)對(duì)可能出現(xiàn)的有毒物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，才能夠保障工作人員的生命安全。而光氣作為化學(xué)品中毒性較強(qiáng)的一種化學(xué)物質(zhì)，做好其檢測(cè)工作是保障整個(gè)生產(chǎn)過程具備安全性的重要條件。要想對(duì)光氣熒光探針及其傳感機(jī)理進(jìn)行分析，首先就要對(duì)光氣以及熒光探針進(jìn)行初步了解。

一、光氣與熒光探針

（一）光氣的簡(jiǎn)介以及毒性

光氣是一種化學(xué)性質(zhì)極其不穩(wěn)定的物質(zhì)，在現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展過程中，光氣主要是由一氧化碳和氯氣的混合物通過活性炭制成的。光氣的毒性較強(qiáng)，這種性質(zhì)使得光氣被廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥的制作過程中。光氣從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)屬于一種劇烈的窒息性毒氣，一旦人體吸入這種有毒氣體，不僅會(huì)導(dǎo)致肺水腫，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)威脅到人體的生命健康安全[1]。

（二）應(yīng)用熒光探針檢驗(yàn)光氣的優(yōu)勢(shì)

熒光探針是一種常用于活性化合物的檢測(cè)手段，因?yàn)楣鈿獾幕瘜W(xué)性質(zhì)比較不穩(wěn)定，現(xiàn)階段熒光探針已經(jīng)成為光氣檢測(cè)的主要工具。在原有的光氣檢測(cè)技術(shù)當(dāng)中，由于應(yīng)用的各種檢測(cè)儀器成本和技術(shù)要求都比較高，因而不能廣泛的應(yīng)用于化學(xué)化工領(lǐng)域的生產(chǎn)當(dāng)中[2]。相比之下，熒光探測(cè)的技術(shù)不僅能夠打破傳統(tǒng)的時(shí)間限制，還能夠節(jié)省用于檢測(cè)光氣的成本，因而具有較高的適用性。

二、光氣熒光探針及其傳感機(jī)理的具體分析

熒光探針主要是依據(jù)發(fā)光機(jī)理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)光氣的檢測(cè)工作的，因?yàn)闊晒饽軌蛲ㄟ^人眼清楚的觀察到，再加上熒光探針的應(yīng)用過程花費(fèi)的成本比較低，因而在現(xiàn)階段我國(guó)的光氣檢測(cè)工作中具有廣泛的應(yīng)用。在對(duì)光氣熒光探針及其傳感機(jī)理進(jìn)行分析時(shí)，要以發(fā)光機(jī)理作為具體的分析依據(jù)，并主要從以下幾個(gè)方面來(lái)著手：

（一）基于香豆素的鄰苯二胺探針用于光氣檢測(cè)

鄰苯二胺探針是用于檢測(cè)光氣的主要熒光探針的一種反應(yīng)位點(diǎn)，在應(yīng)用鄰苯二胺探針來(lái)進(jìn)行光氣檢測(cè)時(shí)，主要可以分為兩種具體的情況，一種是基于香豆素的鄰苯二胺探針，一種是基于BODIPY的鄰苯二胺探針。

在對(duì)基于香豆素的鄰苯二胺探針檢測(cè)光氣的原理進(jìn)行分析時(shí)，首先要考慮好香豆素的性質(zhì)。香豆素是發(fā)射團(tuán)的一種，它主要是由光氣與肉桂酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而得到的產(chǎn)物，其特點(diǎn)主要體現(xiàn)在吸收和發(fā)射波長(zhǎng)都比較短。在對(duì)應(yīng)用基于香豆素的鄰苯二胺探針進(jìn)行光氣的檢測(cè)工作分析時(shí)，其原理主要是將香豆素作為發(fā)射團(tuán)，并采用化學(xué)反應(yīng)當(dāng)中的共價(jià)結(jié)合的方法與探針中含有的鄰苯二胺相結(jié)合，在檢測(cè)過程中通過與光氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而呈現(xiàn)出來(lái)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)光氣的檢測(cè)工作的。在應(yīng)用這種探針來(lái)進(jìn)行光氣的檢測(cè)工作時(shí)，能夠通過光氣與其他活性酰氯化合物之間的對(duì)比表現(xiàn)出很好的選擇性

（二）基于BODIPY的鄰苯二胺探針用于光氣檢測(cè)

BODIPY也是發(fā)射團(tuán)的一種，與香豆素的性質(zhì)不同，BODIPY的性質(zhì)主要體現(xiàn)在其具有吸電子的特性?；贐ODIPY的鄰苯二胺探針主要是通過發(fā)射團(tuán)BODIPY與鄰苯二胺這種親核反應(yīng)位點(diǎn)相連而形成的能夠用于檢測(cè)光氣的一種探針。在應(yīng)用基于BODIPY的鄰苯二胺探針來(lái)進(jìn)行光氣檢測(cè)工作時(shí)，其能夠?qū)鈿獾臋z測(cè)呈現(xiàn)出光氣、雙光氣以及三光氣的選擇性識(shí)別功能。與基于香豆素的鄰苯二胺探針相比，基于BODIPY的鄰苯二胺探針的檢測(cè)工作不僅具有響應(yīng)快和檢測(cè)限低的特點(diǎn)，還能夠在檢測(cè)過后呈現(xiàn)出更為明顯的，能夠?yàn)槿搜塾^察到的顏色變化來(lái)檢測(cè)光氣。在應(yīng)用基于BODIPY的鄰苯二胺探針來(lái)檢測(cè)光氣時(shí)，以BODIPY為發(fā)射團(tuán)并能夠通過降低鄰苯二胺中氨基的親核性來(lái)降低反應(yīng)活性，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)更為復(fù)雜的三光氣的選擇性檢測(cè)，對(duì)于光氣檢測(cè)工作具有重要的促進(jìn)作用。

（三）新型的Boekelhide反應(yīng)機(jī)理研究

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展，光氣已經(jīng)不僅僅是指單一的光氣，在現(xiàn)階段化學(xué)化工企業(yè)的生產(chǎn)過程中，光氣、雙光氣、三光氣已經(jīng)成為熒光探針主要的檢測(cè)對(duì)象。新型的Boekelhide反應(yīng)主要是結(jié)合了現(xiàn)代醫(yī)藥和發(fā)光材料在發(fā)展過程中的吡啶化合物與光氣反應(yīng)的機(jī)理而言的。在應(yīng)用這種新型的Boekelhide反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行光氣熒光探針的檢測(cè)時(shí)，吡啶化合物對(duì)于光氣的檢測(cè)工作起著重要的作用。隨著各種新型社會(huì)生產(chǎn)要素的出現(xiàn)，光氣的檢測(cè)工作逐漸起到越來(lái)越重要的作用，做好光氣的檢測(cè)工作，能夠有效保障人們正常的生產(chǎn)生活。

結(jié)論：

綜上所述，做好光氣的檢測(cè)工作，對(duì)保障人們的生命安全具有重要的作用。通過對(duì)光氣熒光探針及其傳感機(jī)理的具體分析來(lái)為我國(guó)現(xiàn)階段的光氣檢測(cè)工作提供借鑒的經(jīng)驗(yàn)，不僅能夠在一定程度上提高我國(guó)光氣檢測(cè)技術(shù)的水平，還能夠?yàn)槲覈?guó)化學(xué)化工領(lǐng)域的發(fā)展起到一定的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]張素雅，張健健.光氣檢測(cè)用小分子熒光探針的研究進(jìn)展[J].精細(xì)化工，2020，37（11）：2229-2237.

[2]夏洪城. 光氣熒光探針及其傳感機(jī)理的研究[D].中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2019.

作者簡(jiǎn)介：

崔友飛（1985年8月）男，江蘇省徐州市，漢族，助理工程師，大專（本科在讀），研究方向：從事化學(xué)分析工作。

（作者單位：寧夏瑞泰科技股份有限公司）