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pH敏感型荧光传感器FLQ:有机溶剂及食品中痕量水分检测与隐形墨水应用的理论探索
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月01日 来源:Journal of Molecular Liquids 5.2
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本文推荐一种基于荧光素-喹啉的pH敏感型探针FLQ,通过阻断光诱导电子转移(PET)和激活聚集诱导发光(AIE)机制,实现对多种有机溶剂(DMSO、DMF等)中痕量水分(LOD低至0.27% V%)的高灵敏度检测。该传感器兼具60%水含量下的最大荧光发射特性,并成功应用于隐形墨水书写、可重复使用试纸及食品水分监测,为工业质检与环保材料开发提供创新工具。
亮点
FLQ探针在493 nm处展现出独特的水依赖性荧光增强,其检测限低至0.27% V%,显著优于传统方法。理论计算揭示其发光机制源于HOMO→LUMO电子跃迁,而动态光散射(DLS)证实聚集态形成是荧光增强的关键。
材料与方法
实验采用Sigma-Aldrich等分析级试剂,所有溶剂经蒸馏纯化。FLQ通过荧光素与8-甲氧基喹啉-2-甲醛缩合合成(产率79.31%),并经核磁(1H/13C NMR)和质谱(HRMS)确证结构。
荧光特性
在含水量0.1%-10%区间,FLQ荧光强度呈指数级增长,DMSO中检测限达0.271%。紫外光谱显示水介导的聚集态形成,导致430-460 nm蓝移发射转变为493 nm强荧光。
隐形墨水:防伪创新应用
以水为"墨水"的FLQ书写系统可实现反复擦写,解决传统油墨污染问题。该技术为环保纸张和防伪标签开发开辟新途径。
对比表
FLQ在选择性、"Turn-On"检测模式和广谱溶剂适用性方面超越多数现有探针,尤其擅长乙醇(EtOH)和乙腈(MeCN)中0.3%以下水分的精准识别。
结论
FLQ凭借独特的喹啉质子化响应和AIE效应,成为多功能水分传感平台。其在食品湿度监测(回收率>95%)和可循环试纸中的应用,展现了从实验室到产业化的转化潜力。
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