Estudio del rendimiento de detección de nitroaromáticos mediante sonda fluorescente de polipropileno con estructura controlable

Tong-yao Zhao ,  

Ming-yi Liao ,  

Pi-bo Liu ,  

摘要

Para hacer frente a la amenaza continua a la seguridad pública planteada por explosivos nitroaromáticos, es crucial desarrollar métodos de detección altamente sensibles y selectivos. El desarrollo de polímeros no conjugados con estructuras novedosas y mecanismos de detección únicos sigue siendo un gran desafío en este campo. Este trabajo emplea una clase emergente de polímeros insaturados con propiedades de emisión no convencionales (polipropileno) como sonda fluorescente, y estudia la relación estructura-actividad entre la estructura de la cadena principal y los grupos funcionales laterales (fenilo y halofenilo) en la respuesta fluorescente a nitroaromáticos. Los resultados muestran que esta serie de polímeros exhibe una notable extinción fluorescente dinámica hacia 2,4,6-trinitrofenol (TNP), 2,4,6-trinitrotolueno (TNT) y nitrobenceno (NB), siendo la respuesta especialmente destacada hacia TNP, con una constante de extinción (Ksv) de hasta 1.43×106 L/mol y un límite de detección (LOD) tan bajo como 1.54×10-7 mol/L, superando el rendimiento de la mayoría de los materiales fluorescentes reportados. El estudio mecanicista revela que las propiedades de detección se deben al efecto de hiperconjugación de la cadena principal de polipropileno 3-fenilo (P3-PhAY) y a la amplificación halógena en las cadenas laterales de polipropileno 2-halofenilo (P2-4FPhAY, P2-4ClPhAY y P2-4BrPhAY), mientras que el canal singular de transferencia de energía por resonancia de fluorescencia (FRET) con TNP otorga al sistema una selectividad superior. Este trabajo no solo proporciona una sonda de alto rendimiento para la detección de explosivos, sino que también ofrece una nueva estrategia y base teórica para el diseño de una nueva generación de sensores fluorescentes poliméricos no conjugados mediante la elucidación de la relación “estructura-mecanismo-rendimiento”.

关键词

polipropileno;detección de explosivos;extinción fluorescente;transferencia electrónica inducida por luz;transferencia de energía por resonancia fluorescente

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