[发明专利]一种利用聚集诱导发光分子检测重水含量的方法

说明书

本发明提供一种利用聚集诱导发光分子检测重水含量的方法，利用氨基化合物和羰基化合物的缩合反应，制备具有分子内氢键的化合物，该化合物为具有激发态分子内质子转移性质的聚集诱导发光分子，并配制成浓度为10supgt;‑3/supgt;mol/L的储备液；将储备液分别加入不同重水含量的Dsubgt;2/subgt;O/Hsubgt;2/subgt;O混合标准水样及待测水样中，利用瞬态荧光光谱仪测定荧光寿命，得到荧光寿命与重水含量的线性关系，计算待测水样的重水含量。本发明提供一种新的重水检测技术，克服传统Dsubgt;2/subgt;O检测手段中的诸多弊端。该技术利用具有激发态分子内质子转移性质的AIE分子中活泼氢被氘氢取代后荧光寿命的显著变化作为重水检测的信号，用于区分Dsubgt;2/subgt;O和Hsubgt;2/subgt;O的信号。

技术领域

本发明涉及一种利用聚集诱导发光分子检测重水含量的方法，属于荧光化学传感器领域。

背景技术

作为常规水(H₂O)的同位素标记版本，重水(D₂O)在化学分析、医学和核工业中起着重要作用。然而，由于高度相似的结构和化学性质，区分D₂O和H₂O非常困难。目前，人们还是通常使用一些常规的仪器分析方法，例如原子吸收光谱(AAS)、核磁共振(NMR)光谱和红外激光光谱，用于区分这两种水变体。然而，目前使用的大多数检测手段通常都具有包括检测耗时、仪器复杂和成本高昂的缺点，并且这些方法不可避免地需要复杂的样品预处理程序，限制了其实际应用。近年来，由于荧光检测法的优点显著，如灵敏度高、无损发射信号和实时检测能力强等，利用荧光探针检测D₂O引起了越来越多的关注。荧光法的信号传导机理源于荧光探针与D₂O和H₂O的物理相互作用的差异，使得检测结果不可避免地受到有机分子、无机离子和pH等环境干扰的影响。因此，研究开发便利的D₂O检测技术仍然是挑战。

聚集诱导发光(Aggregation-Induced Emission,AIE)是2001年香港科技大学唐本忠院士首先发现并报道的一种独特的发光现象，有别于一般有机荧光分子的聚集诱导发光淬灭(Aggregation-Induced Quenching,ACQ)现象，具有AIE特性的荧光分子在聚集状态下表现出远强于分散状态下的发光性能。大多数有机分子在水中由于溶解性差的缘故会形成聚集体。因此，AIE分子对于水溶液中使用的荧光化学传感器的设计是非常有益的。在已经开发的AIE分子中有一类分子具有经典的分子内氢键结构，该类分子优异的固态/聚集态发光性能极其依赖于激发态分子内质子转移(ESIPT)过程。基于以上理论背景，如果将ESIPT过程中的普通氢原子用氘氢取代，那么势必会引起激发态动力学过程的改变，进而影响该类分子的荧光寿命。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种利用聚集诱导发光分子检测重水含量的方法，利用具有激发态分子内质子转移性质的AIE分子的荧光寿命作为区分D₂O和H₂O的信号。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种利用聚集诱导发光分子检测重水含量的方法，包括以下步骤：

(1)利用氨基化合物和羰基化合物的缩合反应，制备具有分子内氢键的化合物；所述化合物具有激发态分子内质子转移性质的聚集诱导发光分子；

(2)将制备好的聚集诱导发光分子配制成浓度为10^-3mol/L的储备液；

(3)将储备液分别加入不同重水含量的D₂O/H₂O混合标准水样中，利用瞬态荧光光谱仪测定荧光寿命，得到荧光寿命与重水含量的线性关系；

(4)将储备液加入待测水样中，利用瞬态荧光光谱仪测定荧光寿命，根据步骤(3)所得荧光寿命与重水含量之间的线性关系，计算待测水样的重水含量。