本发明专利技术提供了一种提高爆炸物TNT分子检测灵敏度的方法及试剂，通过向四苯乙烯折叠体的水性悬浊液中加入无机盐，使四苯乙烯折叠体悬浊液检测TNT气体的灵敏度大幅提高，能检测每毫升空气中含6.8fg(10‑15g)TNT气体，使四苯乙烯折叠体悬浊液检测TNT气体的灵敏度达0.77ppt，比目前用荧光检测TNT气体的最高灵敏度要高一百多倍，可用于空气中极低含量(1013分之一)TNT气体检测。
A method and reagent to improve the sensitivity of detonation TNT molecule detection
The invention provides a method and reagent for improving the detection sensitivity of the explosive TNT molecule. By adding inorganic salt to the water suspension of the four styrene folds, the sensitivity of the four styrene folds to detect the TNT gas is greatly increased, and the 6.8fg (10 15g) TNT gas in every milliliter air can be detected, and four benzene is obtained. The sensitivity of TNT gas is 0.77ppt, which is more than 100 times higher than the maximum sensitivity of current TNT gas detected by fluorescence. It can be used for the detection of TNT gas in the air with very low content (1013).
【技术实现步骤摘要】
一种提高爆炸物TNT分子检测灵敏度的方法及试剂
本专利技术属于化学领域，涉及爆炸物TNT气体检测方法，具体涉及提高爆炸物TNT气体检测灵敏度的添加剂及其使用方法。
技术介绍
恐怖分子最常使用的恐怖手段是使用爆炸物进行杀伤、破坏和恐吓，而且这种活动越来越猖獗，对公共安全造成了极大的隐患和威胁，对爆炸物进行简便、快速、有效的检测和筛查，已经成为公共安全部门正在急于解决的问题。俗称TNT的2,4,6-三硝基甲苯爆炸物，在军事和民间中比其他爆炸物使用得更多更广泛，如果能够高效、实时的检测和探测到在空气中存在的极微量的TNT气体，如从背包、行李箱、汽车后备箱等包装中释放出的痕量TNT气体，则能迅速和及时发现爆炸物、有效阻止恐怖爆炸案件的发生。然而，TNT固体的挥发性非常小，在25℃其饱和蒸汽压只有5.6×10-6Torr，相当于在空气中7.3ppb(109分之一)浓度，而挥发到空气中会进一步稀释，其浓度会更低，所以一般的方法很难及时检测出空气中TNT气体。而目前仍然没有一种完美的分析方法，用于空气中TNT气体的检测。使用探测犬进行爆炸物气体检测，具有灵敏度高、能区别爆炸物成份的优点，是目前公共场所采用的重要检测手段，但探测犬训练和养护成本高，还容易出现疲劳和不好情绪而不能工作的时候；采用质谱的方法，检测极限可达10pg(10-12g),可检测空气中极痕量TNT,但设备昂贵(Science2006,311,1566)；用电化学方法检测TNT粒子，可低到5ng(10-9g),估测检测极限达0.5fg(10-15g),但电化学方法操作过程繁琐、耗费时间长(Science2010,327,1363)。使用荧光试剂进行荧光检测具有简便、高效、快速、灵敏度高等特点、能用于高通量爆炸物检测，但目前的检测极限一般也只有10ppb左右，能检测饱和TNT气体，但对实际空气中稀释了几百倍的TNT气体的检测还是很困难(Chem.Soc.Rev.2009,38,2543；Chem.Soc.Rev.2012,41,1261；Chem.Commun.2014,50,2484)。发展更高灵敏度的TNT检测试剂和方法仍然具有很大的挑战性。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种提高爆炸物2,4,6-三硝基甲苯(TNT)分子检测灵敏度的方法。本专利技术的另一个任务是提供一种用于检测爆炸物TNT分子的试剂。实现本专利技术提供的用于提高爆炸物2,4,6-三硝基甲苯(TNT)分子检测灵敏度的方法的技术方案是：在用荧光试剂的水性悬浊液检测爆炸物2,4,6-三硝基甲苯(TNT)气体时，在荧光试剂的水性悬浊液中加入无机盐；所述的荧光试剂为聚集诱导发光化合物，具有以下式(Ⅰ)所示结构的四苯乙烯折叠体：所述的无机盐为氟化钠、氟化钾、氟化锂、氯化钾、氯化钠、溴化钠、氯化铯、硝酸钠、硫酸钠或磷酸钠，水性悬浊液中无机盐的含量为0.1-3.0％(重量克/体积毫升)。所述的水性悬浊液的溶剂为下列水和水溶性有机溶剂的混合溶剂中的一种：(1)水和四氢呋喃(THF)的混合溶剂；(2)水和乙腈的混合溶剂；(3)水和丙酮的混合溶剂；(4)水和乙醇的混合溶剂。在所述的水和水溶性有机溶剂组成的混合溶剂中，水所占体积百分数为70-99％。实现本专利技术提供的用于检测爆炸物TNT分子的试剂的技术方案是：在用于检测爆炸物TNT分子的荧光试剂的水性悬浊液中加入有无机盐；所述的荧光试剂为聚集诱导发光化合物，具有以下式(Ⅰ)所示结构的四苯乙烯折叠体，在上述的用于检测爆炸物TNT分子的试剂的技术方案中，所述的无机盐为氟化钠、氟化钾、氟化锂、氯化钾、氯化钠、溴化钠、氯化铯、硝酸钠、硫酸钠或磷酸钠，水性悬浊液中无机盐的含量为0.1-3.0％(重量克/体积毫升)。所述的水性悬浊液的溶剂为下列水和水溶性有机溶剂的混合溶剂中的一种：(1)水和四氢呋喃(THF)的混合溶剂；(2)水和乙腈的混合溶剂；(3)水和丙酮的混合溶剂；(4)水和乙醇的混合溶剂；在所述的水和水溶性有机溶剂组成的混合溶剂中，水所占体积百分数为70-99％。本专利技术涉及的式(Ⅰ)所示结构的四苯乙烯折叠体，可按照申请号为2016104018747，申请公布号为CN106167500A，名称为“一种用于爆炸物TNT检测分析的化合物及其制备方法”的中国专利申请公开的方法制备得到。本专利技术通过在荧光试剂的水性悬浊液中加入无机盐，使检测灵敏度大幅度提高，能检测每毫升空气中含6.8fg(10-15g)TNT气体。具有聚集诱导发光效应的分子在溶液中没有荧光，在聚集状态或者固体能发射强荧光。将其溶解在水溶性有机溶剂中，然后加到大量水中，由于在水中不溶解，分子会聚集生成悬浊液，从而发射强荧光。将饱和TNT的空气(TNT浓度7.3ppb)加到由具有聚集诱导发光效应的四苯乙烯折叠体在水和四氢呋喃的混合溶剂中生成的悬浊液中，悬浊液的荧光会淬灭，但淬灭效率只有20％左右。在水中加入0.1-3.0％的无机盐，包括氟化钠、氟化钾、氟化锂、氯化钾、氯化钠、溴化钠、氯化铯、硝酸钠、硫酸钠、磷酸钠等，淬灭效率会大幅度提高。在悬浊液中加入0.1-3.0％NaCl后，其荧光能被淬灭50％以上；当在悬浊液中加入0.1-3.0％氟化钠或者氯化钾后，淬灭的百分数能达到90％。当将饱和TNT气体的空气用纯空气稀释10倍、100倍、1000倍以及10000倍后，鼓入200mL稀释的TNT气体，含氟化钠悬浊液荧光能分别被淬灭60％、30％、20％和10％，而鼓入纯的空气，悬浊液荧光不被淬灭。因此，加入氟化钠后，四苯乙烯折叠体悬浊液检测TNT气体的灵敏度达0.77ppt，比目前用荧光检测TNT气体的最高灵敏度要高一百多倍，可用于空气中极低含量(1013分之一)TNT气体检测，能检测每毫升空气中含6.8fg(10-15g)的TNT气体。以下通过实施例对本专利技术作进一步说明，本专利申请保护的范围包含下列实施例，但不限于下列实施例。附图说明图1：为式(I)悬浊液在各种无机盐存在下荧光强度比值随加入的饱和TNT空气体积变化，悬浊液溶剂：H2O/THF95:5(体积比)；无机盐1％(重量比)；[I]＝1.0×10-7M；I为加入气体后，悬浊液的荧光强度，I0为未加入气体时悬浊液的荧光强度。温度25℃。图2：为式(I)悬浊液在1％NaF存在下荧光光谱随饱和TNT空气用新鲜空气稀释后的变化。悬浊液溶剂：H2O/THF95:5(体积比)；加入的TNT空气200mL；图中数字为饱和TNT空气在稀释后的总空气中所占体积比；[I]＝1.0×10-7M；λex＝346nm,ex/emslitwidths＝5/15nm。图3：为式(I)悬浊液在1％NaF存在下荧光强度比值随饱和TNT空气在稀释后总空气中所占体积比的变化。悬浊液溶剂：H2O/THF95:5(体积比)；[I]＝1.0×10-7M；加入的TNT空气200mL；图中数字为饱和TNT空气在稀释后的总空气中所占体积比；[I]＝1.0×10-7M；I为加入气体后悬浊液的荧光强度，I0为未加入气体时悬浊液的荧光强度；荧光强度值在475nm处测得。具体实施方式实施例中所用的式(Ⅰ)所示结构的四苯乙烯折叠体是按照申请号为2016104018747，申请公布号为CN106167500A，名称本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种提高爆炸物TNT分子检测灵敏度的方法，其特征在于，在用荧光试剂的水性悬浊液检测爆炸物2,4,6‑三硝基甲苯(TNT)气体时，在水性悬浊液中加入无机盐，所述的荧光试剂为聚集诱导发光化合物，该聚集诱导发光化合物为具有以下式(Ⅰ)所示结构的四苯乙烯折叠体，
【技术特征摘要】
1.一种提高爆炸物TNT分子检测灵敏度的方法，其特征在于，在用荧光试剂的水性悬浊液检测爆炸物2,4,6-三硝基甲苯(TNT)气体时，在水性悬浊液中加入无机盐，所述的荧光试剂为聚集诱导发光化合物，该聚集诱导发光化合物为具有以下式(Ⅰ)所示结构的四苯乙烯折叠体，2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的无机盐为氟化钠、氟化钾、氟化锂、氯化钾、氯化钠、溴化钠、氯化铯、硝酸钠、硫酸钠或磷酸钠。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，水性悬浊液中无机盐的含量为0.1-3.0％(重量克/体积毫升)。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的水性悬浊液的溶剂为下列水和水溶性有机溶剂的混合溶剂中的一种：(1)水和四氢呋喃(THF)的混合溶剂；(2)水和乙腈的混合溶剂；(3)水和丙酮的混合溶剂；(4)水和乙醇的混合溶剂。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述的水和水溶性有机溶剂组成的混合溶剂中，水所占体积百分数为70-99％。6.一种用于检测爆炸物TNT分子...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑炎松，熊加斌，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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