新型双酰腙荧光传感器SR-G的力致/热致变色特性及其在次氯酸根检测中的应用

《Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy》：A new bis-acylhydrazone fluorescence sensor for the detection of ClO? with mechanochromic and thermochromic properties

本文报道了一种新型双酰腙类荧光传感器SR，其可通过自组装形成超分子凝胶SR-G，该凝胶对ClO?具有高选择性荧光猝灭响应（检测限2.71×10?6 M），并展现出显著的力致变色（Mechanochromism）与热致变色（Thermochromism）特性。研究成果为开发多功能智能传感材料提供了新策略，在环境监测和生物医学领域具有广阔应用前景。

　　

材料与设备

本研究使用的化学品均为市售品，无需进一步纯化。所有溶剂在使用前均按标准程序进行纯化和干燥。所有实验均使用去离子水。核磁共振（NMR）分析使用Bruker 400 MHz光谱仪（德国布鲁克公司）进行。质谱数据使用X500R QTOF质谱仪（SCIEX，中国）和Xevo G2-XS QTof仪器（沃特世，美国）获得。红外光谱使用Nicolet iS50 FT-IR光谱仪（赛默飞世尔科技，美国）记录，波长范围400-4000 cm^-1。紫外-可见吸收光谱使用UV-2600光谱仪（岛津，日本）测量。光致发光（PL）光谱使用FLS1000光谱仪（爱丁堡仪器，英国）记录。凝胶图像在暗箱中使用 Canon EOS 700D 相机拍摄。扫描电子显微镜（SEM）图像使用Regulus 8220显微镜（日立，日本）获得。X射线衍射（XRD）图谱使用D8 Advance衍射仪（布鲁克，德国）在40 kV和40 mA条件下，使用Cu Kα辐射（λ = 1.5406 ?）采集。

SR的力致变色特性

通过分析机械研磨前后的荧光变化研究了SR的力致变色特性。如图1a-1f所示，SR固体粉末在可见光下呈淡黄色，在365 nm紫外光照射下发出黄绿色荧光。经过机械研磨后，其在可见光和紫外光下均变为黄色，表明发生了明显的红移。值得注意的是，这种颜色转变是可逆的；研磨后的样品暴露于乙醇蒸气后可恢复其原始的黄绿色荧光。这种可逆的力致变色行为使SR成为压敏书写应用的理想候选材料。

SR的热致变色特性

通过监测不同温度下的荧光发射研究了SR的热致变色行为。如图1g所示，随着温度从25°C升高到120°C，SR的最大发射峰从507 nm蓝移至470 nm，同时荧光颜色从黄绿色变为蓝色。当样品冷却至室温时，原始的黄绿色发射得以恢复，证明了热致变色过程的可逆性。这种对温度刺激的敏感响应表明SR在温度监测方面具有潜在应用价值。

结论

本研究报道了合理设计并合成了一种新型腙类凝胶因子SR，它能够在乙醇中通过自组装形成稳定的超分子凝胶SR-G，其临界胶束浓度（CMC）为1.6 wt%，凝胶-溶胶转变温度（T_gel）为62°C。在412 nm激发下，SR-G发出强烈的黄绿色荧光，最大发射波长为507 nm。值得注意的是，SR-G在溶液中几乎不发光，但其荧光强度在凝胶化过程中随着温度降低而逐渐增加。