Page 55 - 《精细化工》2022年第11期
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第 11 期 杨绍祥，等: 荧光探针检测有机溶剂水含量的研究进展 ·2205·
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（—NH—OH）具有酸性，在 F 作用下，荧光探针 色实现肉眼区分。
去质子化，荧光猝灭，又在水分子存在的情况下， 2020 年，WU 等 [29] 以聚酰亚胺为荧光母体，开
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获得质子荧光恢复。荧光探针 2、3 实现了乙腈和 发了荧光探针 5。同样，荧光探针 5 在 F 作用下羟
N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中微量水的检测，荧光 基脱去质子，形成良好的质子受体去识别有机溶剂
探针 2 在乙腈和 DMF 中痕量水的检测限分别为 中的痕量水分。荧光探针 5 具有响应速度快、灵敏
0.0012%、0.0016%（体积分数）；荧光探针 3 在乙 度高和检测限低的优点，在二甲基亚砜（DMSO）
腈和 DMF 中痕量水的检测限分别为 0.0137%、 和 DMF 中微量水的检测限分别为 0.00084%和
0.0044%（体积分数），具有较高的灵敏度。 0.0015%（体积分数），展现出高的灵敏度。荧光探
2019 年，WU 等 [28] 开发的近红外荧光探针 4， 针 5 被制成一次性测试膜设备，通过比色法实现有
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在 F 的作用下失去质子形成 4-F，4-F 又从水分子中 机溶剂中水分的超快速检测，效果显著。2021 年，
得到质子恢复再生（图 4），荧光信号发生变化。在 YAN 等 [30] 开发了基于萘酰亚胺-氟化物复合物的荧
3 种非质子溶剂中，随着水含量的增加，4-F 的紫外 光探针 6，该探针骨架上的二酮结构充分激活亚甲
吸收光谱和荧光发射光谱发生规律变化，在日光和 基的质子，促使羰基向烯醇式转变，提供了可脱去
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365 nm 紫外光照射下有肉眼可见的颜色差异，具有 质子的羟基。在 F 的作用下，烯醇脱去质子形成烯
高的灵敏性和可视化检测的潜力。荧光探针 4 在四 醇负离子，对水极为敏感，与痕量水作用后，恢复
氢呋喃、丙酮和乙腈中微量水的检测限分别为 为原来的烯醇式。荧光探针 6 在乙腈中的痕量水的
0.0064%、0.0042%和 0.192%（体积分数）。荧光探 检测限为 0.048%（质量分数）。由于荧光探针 6 对
针 4 检测限低、灵敏度高、比色明显。基于该探针 环境中的水表现出高的敏感性，能够捕捉皮肤表面
开发的试纸应用于食盐和蜂蜜两种食品中水含量的 存在的水滴微粒，所以荧光探针 6 未来在指纹成像
检测，且有机溶剂中的水含量可直接通过试纸的比 技术领域具有巨大的发展潜力。
图 4 荧光探针 4~6 对水的响应机理
Fig. 4 Detection mechanism of fluorescent probes 4~6 for water
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基于 F 诱导荧光探针去质子化，水诱导质子化 使金属离子从络合物中解离，改变探针的发射强度
的荧光探针具有一定的局限。甲醇、乙醇等质子溶 和溶液的颜色。
剂提供质子的能力会干扰溶剂中探针与水质子化的 2020 年，KUMAR 等 [31] 使用丹磺酰为荧光基团，
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过程，影响检测结果。此类基于 F 与水双重诱导发 双(2-噻吩甲基)胺与 Fe 形成的金属络合物遇水解
生质子转移的荧光探针无法实现所有质子性溶剂中 离的策略（图 5），开发出荧光探针 7。荧光探针 7
水的检测，只适用于非质子性溶剂。但此类荧光探 在溶剂中几乎不发光，遇水后荧光显著增强，在四
针与水响应前后，颜色差异表现十分明显，在日常 氢呋喃中尤为灵敏，痕量水的检测限为 0.0003%（质
可视化区分有机溶剂水含量具有发展潜力。 量分数），展现出对有机溶剂中痕量水的高灵敏响应
性；同时还用来评估花生、芥菜、向日葵、芝麻和
2 水诱导金属络合物解离型荧光探针 杏仁等油料中的痕量水分，检测结果与标准分析技
术 Karl Fischer 滴定法相比，差异微小。荧光探针 7
基于金属络合物的探针主要研究配体或金属置
对水高灵敏响应且不受实际样品的干扰，稳定性良
换方法原理以及水与金属中心的配位。微量的水会
