Page 58 - 《精细化工》2022年第11期

·2208· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

设计了基于硝基与水形成氢键的荧光探针 17。荧光 数）为 0~90%的范围内具有良好的线性，检测限分
探针 17 分子骨架上具有吸电效应的硝基对供氢键 别为 0.046%、0.019%、0.120%和 0.110%（体积分
分子十分敏感，能快速与水形成分子间氢键。硝基 数）。由于出色的灵敏度和抗溶剂背景干扰，荧光探
与强给电效应的三氮杂硼环使荧光探针 17 成为典 针 18 对检测蜂蜜等水酸败食品中水分占比具有应用
型的电子供体-受体型分子，具有强的溶剂致变色效 价值。
应。荧光探针 17 随着四氢呋喃、乙腈、丙酮和 DMF 2021 年，ROY 等 [42] 开发了基于酚盐与水形成
中水含量的增加，荧光强度显著降低，检测限分别 分子间氢键，荧光显著减弱的荧光探针 19。该探针
为 0.028%、0.013%、0.021%和 0.045%（体积分数）。 在有机溶剂中检测限低，丙酮和乙腈中检测限约为
综合氢键和溶剂致变色效应两因素，荧光探针 17 成 0.01%（体积分数）；DMSO 和 DMF 中检测限约
为检测有机溶剂中痕量水的超灵敏工具，检测效果 0.04%（体积分数），可实现灵敏检测不同有机溶剂
突出。同年，LIU 等 [41] 通过对荧光探针 18 的研究， 中水分占比。对溶剂中微量水具有高灵敏性的荧光
首次发现噻唑并噻唑衍生物与水分子之间会形成强 探针 19 可精准定量黄油、奶酪、椰子油和酥油等复
大的氢键网络，用于识别有机溶剂中的水含量。荧 杂食物样品中的水含量，在评估食用油水酸败程度
光探针 18 噻唑环上的氮原子与水分子相遇后，会形 方面具有应用前景。
成绵延的氢键网络，这种特殊的氢键网络结构具有 荧光探针与水形成氢键网络屏蔽溶剂自身干
明显的抗溶剂致变色效应，使荧光探针 18 在非质子 扰，抗溶剂化效应能有效保障探针精准识别溶剂中
性有机溶剂中无荧光，在水中荧光具有 300 倍的增 的微量水分；但与水诱导质子化型荧光探针相似，
强。通过使用该策略，荧光探针 18 在二烷，四氢 由识别机理决定只适用于量化非质子溶剂中的水，
呋喃、DMF 和 DMSO 4 种溶剂中，水含量（体积分 质子溶剂干扰检测结果的准确性。

图 7 荧光探针 15~19 对水的响应机理
Fig. 7 Detection mechanism of fluorescent probes 15~19 for water

5 水诱导 PET 关闭型荧光探针 2016 年，OOYAMA 等 [43] 提出了基于 BODIPY
染料的 PET 关闭型荧光探针 20。荧光探针 20 与水
PET 是识别受体和荧光团之间发生电子转移的 结合，氨基质子化形成非常稳定的正离子，氮原子
过程。识别基团与检测物结合之前，荧光基团受光 电子无法向 BODIPY 染料转移阻断了 PET 行为（图
激发，电子跃迁至激发态但无法回到基态，使荧光 8）。当乙腈中水含量（质量分数，下同）为 20%时，
基团的荧光猝灭；识别基团与检测物结合后，PET 荧光探针 20 的荧光强度增强约 5 倍，对微量水的检
过程受阻，荧光基团的荧光得以恢复。 测限为 0.3%；当二烷含水量<5%时，检测限为