Chem Commun:四川大學可快速檢測過氧化物類炸藥一種基於薑黃素衍生物的可攜式螢光紙設備

2021-03-05 衝擊波前沿

出於對公共安全威脅的考慮，實時檢測爆炸物仍然是極其重要的研究方向。特別是每年對世界各地造成非常多毀滅性傷害的以過氧化氫為基礎的爆炸物(PBE)，如TATP和DADP等。與基於氮的炸藥不同，通過標準方法檢測PBE非常困難，因為它們的紫外線吸收差且缺乏螢光。通常選擇炸藥的起始材料或者降解產物如H2O2或丙酮作為目標分析物檢測PBE，而具有突出特性的薑黃素探針可產生比色和螢光輸出，從而無需昂貴的儀器即可通過肉眼進行檢測。

在本文中，四川大學化學學院的科學家報告了一種基於薑黃素的紙質分析儀用於檢測H2O2和PBE。傳感器包括一張帶有薑黃素衍生物的纖維素紙，該紙是在乙醇存在下由氫氧化膽鹼和薑黃素合成的。將市售的纖維素紙用作構建可攜式和簡單的螢光傳感設備的平臺，整個製造過程僅需10分鐘，包含[Ch] [Cur]的傳感器為深紅色。掃描電子顯微鏡圖像顯示，與未處理的纖維素紙相比，塗層纖維的微觀形態未受損，傳感器分子在纖維表面上分布良好。

為了驗證紙裝置作為螢光傳感器的性能，將各種濃度和體積的H2O2滴加到紙條上。傳感器顯示出可見的變化。為了進一步實驗，作者通過製備TATP和DADP模擬了真實爆炸物的現場檢測。將不同濃度和體積的TATP溶液直接滴加到紙傳感器上，無需進行預處理即可進行測試。與未經處理的傳感器相比，經TATP溶液處理的傳感器的螢光信號在紫外線燈照射下迅速出現。為了實際應用，作者還進行了實驗，與一些產品比如水、果汁、咖啡、液體肥皂和清潔劑相比，在現場和實時檢測PBE方面此產品具有很大的優越性。當這些產品滴加到傳感器上時，沒有明顯的變化，而過氧化物被加入傳感器時，一個清晰可見的螢光立刻出現，證明了此傳感器的可行性。

基於薑黃素衍生物的螢光紙檢測設備具有製備過程時間短，低成本，環保等優勢。而且製造後，將一組傳感器在室溫下存儲在空氣中，並進行120天的性能測試。與第1天相比，傳感器的外觀變化不大，並且在整個測試期間它可以對各種濃度的H2O2做出響應。該方法可實現無儀器檢測，有靈敏度高，超快檢測時間可達5秒，可直接分析真實爆炸物等優點。

這是紙質分析設備的首次展示，該設備僅使用「將樣品滴下」的方法來檢測過氧化物炸藥。[Ch] [Cur]的部分氧化可以在加入H2O2時產生強烈的初始螢光響應，而放大的可見螢光可以使用纖維素紙作為平臺來產生，從而可以輕鬆地以無儀器方式進行檢測。該紙質感測設備具有出色的靈敏度，能夠實現5 s的超快檢測時間，並且能夠直接分析真實爆炸物。得益於易於製造，低成本，高穩定性和便攜性，提出的紙傳感器在現場識別PBE方面具有廣闊的前景。

原文：Qiu-Hong Zhu, Guo-Hao Zhang, Wen-Li Yuan, Shuang-Long Wang, Ling He, Fang Yong and Guo-Hong Tao. Handy fluorescent paper device based on a curcumin derivative for ultrafast detection of peroxide-based explosives[J]. Chemical Communications, 2019, 55, 13661.

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