荧光比色双模式检测亚硝酸盐

由于亚硝酸盐在食品加工、建筑、农业和爆炸性制造行业中的重要作用，它对环境、人类健康和公共安全构成了无处不在的威胁。近日，中国科学院新疆理化技术研究所窦新存团队为了实现对痕量亚硝酸盐的准确、灵敏和现场检测，设计了一种具有独特光物理过程的比色-荧光双模式传感探针，通过精确调整氨基位置和显著影响偶联反应活性来超灵敏地测定亚硝酸盐。这种调控策略突破了偶氮产物只有比色现象的困境，使7-氨基-4-甲基香豆素探针在荧光和比色模式下保持了理想的灵敏度，检测下限分别为98 nM和629 nM，并且即使在15种常见阴离子和干扰物质存在的情况下也具有突出的特异性。将该探针进一步集成到便携式传感器中，以聚乙烯醇水凝胶为负载基质，在分析各种实际样品中的亚硝酸盐时表现出了良好的检测性能，具有可视化、抗干扰性和双模式响应等特点。因此，本反应位点调控方法为亚硝酸盐的超灵敏、现场、可视化检测提供了普遍的参考依据，可广泛应用于环境监测和食品安全评价。

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图 1 (a)i)构建用于亚硝酸盐检测的香豆素探针PVA水凝胶传感器。ii)PVA水凝胶的SEM图像。iii)用于液体样品检测的水凝胶传感器方法。(b)在自然光和395 nm激发下用于检测不同浓度亚硝酸盐溶液的水凝胶传感器的图像。(c)亚硝酸盐浓度与彩色、荧光图像中R、G、B值的相关分析。(d)水凝胶传感器在检测到不同浓度的亚硝酸盐溶液后提取的图像的RGB值之间的关系。

图 2 (a)通过水凝胶传感器分析亚硝酸盐固体颗粒的示意图。(b)水凝胶传感器检测到亚硝酸盐固体颗粒后的荧光图像分析流程图。(c)用于分析微量亚硝酸盐固体的水凝胶传感器的随时间变化的荧光图像(F图像)和差分图像(D图像)。(d)输出D图像的3D色彩映射表表面分析。(e)差值图像中的G值和荧光面积作为反应时间的函数。

本文通过调节胺中心来影响重氮化反应活性，随后的偶联反应中心也发生变化。重氮化反应和偶联反应在一个体系中同时进行，出现蓝色荧光熄灭和黄色比色变化。并通过对产物的二面角、能量分布、跃迁电荷密度和偶极密度的分析，验证了双模式响应的光物理特性。总之，这种位置调控方法为亚硝酸盐的超灵敏测定提供了一种很有前景的选择，并从分子构象调控的角度对痕量物质的实时、现场分析具有重要的启示意义。

论文题目：High-performance fluorescent and colorimetric dual-mode nitrite sensor boosted by a versatile coumarin probe equipped with diazotization-coupling reaction-sites

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.snb.2022.133261

转自：“NANO学术”微信公众号

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