溴联吡啶

高氯酸盐具有强氧化性和高稳定性，是广泛应用于固体推进剂、军工生产、航天器材、烟花爆竹等领域的重要含能材料之一。据美国爆炸数据中心统计，以高氯酸盐/氯酸盐作为原料直接或间接参与的爆炸案达全球爆炸案总量的63.4%。因此，开展对痕量高氯酸盐固体的高灵敏、准确的现场检测对保障国家公共安全具有重要的现实意义。中国科学院新疆理化技术研究所爆炸物传感检测团队长期致力于痕量危化品检测方法研究，在危爆品、特别是非制式爆炸物的高灵敏、快速、识别检测原理和器件设计方面发展了系列新的解决方案（Adv. Mater. 2020, 32, 1907043、Adv. Sci. 2020, 2002991、Angew. Chem. Int. Ed. 2022，DOI: 10.1002/anie.202203358等）。近期在高氯酸盐现场可视化检测方面取得进展，提出了一种基于自组装配合物探针与水凝胶耦合作用协同调控的超高灵敏比色-荧光双模可视化传感新策略，成功实现了超痕量高氯酸盐的现场双模可视化检测。该团队以三联吡啶铂(II)辅助配体为切入口，结合量子化学计算，系统研究了不同辅助配体对水溶液中三联吡啶铂(II)自组装产物Pt-Pt金属作用导致的MMLCT态光谱能量和发光稳定性的影响，阐明了辅助配体调控高氯酸根诱导聚集产物发光性质的一般性规律。研究发现，异硫氰酸根为辅助配体时，高氯酸根诱导聚集的三联吡啶铂(II)自组装产物具有能量最低且最稳定的MMLCT吸收/发射光谱，而溴为辅助配体时，自组装产物的MMLCT发生强度最高。因此，结合反阴离子调控，获得了具有良好水溶性的三联吡啶铂(II)配合物高氯酸盐比色-荧光双模可视化探针，实现了对高氯酸盐的高灵敏、高特异、快速、双模可视化传感。在此基础上，该团队提出了利用水凝胶反应介质与探针之间的耦合效应对传感材料发光信号局域增强的提升策略。通过将该铂(II)配合物探针与具有均一网络结构的PVA水凝胶耦合，利用自组装生成的微米级一维纤维状聚集体与水凝胶网络的相互作用，实现了对发光产物的完全锚定，实现了对0.75 μm（0.73 fg）高氯酸盐单颗粒的比色-荧光双模传感信号的直接观测，对空气中高氯酸盐悬浮微粒的检测限低至0.02 fg。该研究提出的辅助配体精细调控提升自组装阴离子探针双模可视化传感性能的策略，不仅可为具有特异双模光学响应信号的阴离子探针设计提供指导，还发展了基于单颗粒响应信号直接观测的超灵敏嗅觉传感方法，可为其他超痕量难挥发化学物质传感提供借鉴。此外，爆炸物传感检测团队以该研究为核心，与新疆公安厅共同发布自治区地方标准1项（DB 65/T 4451-2021《氯酸盐和高氯酸盐的检测目视化学比色法》），为相关行业提供了高氯酸盐检验鉴定操作规范。系列研究成果分别发表在《Journal of Materials Chemistry A》（杂志封底）和《Sensors and Actuators B: Chemical》上，博士研究生苏珍为第一作者，导师窦新存研究员和李毓姝副研究员为共同通讯作者，相关理论计算部分与太原科技大学李坤教授合作完成。研究工作得到国家自然科学基金委、中国科学院及自治区相关项目的资助。论文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/ta/d2ta00843bhttps://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400521002975封底链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/ta/d2ta90087d

近日，中科院长春应用化学研究所徐国宝等科研人员的一项发明专利“环境友好的高灵敏电化学发光检测方法”获得了国家知识产权局的授权(专利号：200510016848.4)。 　　联吡啶钌电化学发光标记分析是继放射分析、酶联分析、荧光分析和化学发光分析之后的新一代标记分析技术。它是基于高浓度的三丙胺与低浓度的联吡啶钌标记物发生电化学发光反应来进行生物分析，该技术由于具有灵敏度高、线性范围宽、抗干扰能力强、试剂稳定、重现性好等优点，被广泛应用于临床分析和科学研究。但联吡啶钌/三丙胺体系需要很高浓度的三丙胺才能实现高灵敏检测 且在不同工作电极上发光强度差别较大，铂电极上的发光强度仅约为金电极上的十分之一。因此十几年来人们一直在寻找替代三丙胺的新型共反应物，但一直没有找到发光效率高于三丙胺的共反应物。 　　该研究小组针对标记分析的特定条件，调研了一系列含有不同链长和基团如羟基、羧基和氨基等的共反应物的发光情况，找到一种高效的新型共反应物二丁基乙醇胺。在浓度为20 mM时，它在金电极和铂电极上的发光强度分别约是目前效率最好的三丙胺的十倍和一百倍。与一般采用外加增敏剂提高发光效率不同，二丁基乙醇胺是通过自身的羟乙基的催化来显著提高发光效率。由于羟乙基是一个吸电子基，因此该研究表明不是所有吸电子基团都是抑制电化学发光的，为寻找更加优良的试剂提供了新途径。二丁基乙醇胺具有优良的分析性能，在浓度只有三丙胺的五分之一时检测联吡啶钌比三丙胺的检测限好一个数量级。该研究对联吡啶钌电化学发光标记分析具有重要意义。

日前召开的全国科技奖励大会上，由中国科学院长春应用化学研究所杨秀荣院士主持完成的“生物分子识别的分析化学基础研究”项目喜获国家自然科学奖二等奖。 “生物分子识别的分析化学基础研究”项目属于分析化学学科，是分析化学研究的国际前沿热点。该项目立足于学科发展，面向国家和社会需求，瞄准分析化学中高灵敏度、高选择性、高通量的科学问题，发展基于生物分子识别的新型分析材料、分析方法和分析仪器。 在这个项目中，有多项重要科学发现：一是首次成功利用微波热解法制备出无毒、具有荧光和电化学发光双重性质的碳点；发展了非共价技术制备稳定的、对氧还原具有高催化活性的铂纳米立方体修饰碳纳米管的材料；该系列材料在生物分子识别研究中发挥了重要作用。 二是发现了三联吡啶钌电化学发光新型共反应剂：二丁基乙醇胺。使用该试剂，三联吡啶钌在铂电极上的电化学发光响应是使用传统共反应剂三丙胺的100倍，在提高电化学发光灵敏度方面具有重要意义。 三是构筑了新型功能化纳米传感器，并将其成功用于高灵敏度、高选择性的生物分子识别分析：发展了杂交双链DNA功能化荧光银纳米簇的制备新方法，实现了对镰刀型细胞贫血症基因的单碱基突变的识别。该方法对于基因单碱基变异的识别具有普适性；设计与合成了新型纳米多功能荧光探针：SiO2/ED-TA/Eu3+，可以选择性识别炭疽热孢子标志物，检测灵敏度比传统方法提高了2个数量级，2分钟即可完成检测，并实现了检测的可视化；开发了基于三重氢键识别的功能化金纳米粒子检测三聚氰胺的比色方法，裸眼检测限比美国安全标准低2个数量级，实现了低成本、准确、原位检测奶制品中三聚氰胺的目的。 四是发展出具有荧光、表面增强拉曼和共振光散射等多种检测手段，非放射性的生物芯片技术，提高了检测的准确性，达到了对生物分子识别进行高通量研究的目的。 五是研制出实时、在线的分子识别电化学分析仪。有关该仪器的科技部专家组验收意见认为“该仪器是具有自主知识产权的一项重要科技成果，填补了该类仪器国内外空白。”