一种用于检测氯磷酸二乙酯的荧光探针合成及应用的制作方法

本发明涉及一种用于检测氯磷酸二乙酯的荧光探针合成及应用，属于战争神经毒剂模拟物荧光探针的合成及应用技术领域。

背景技术：

有机磷化合物(ops)由于其具有高毒性，已经广泛应用在农业中作为农药和除草剂使用，曾经也被使用于战争中作为化学战剂(cwa)。其中，g型神经毒剂出现在第二次世界大战期间，包括塔崩(tabun)，沙林(sarin)，梭曼(soman)和环素(cyclosarin)。它们可能对人类神经系统的乙酰胆碱酯酶造成不可逆转的损害，并影响神经传递，接触神经毒剂的人数分钟之内会死于呼吸麻痹。虽然此类cwa在国际社会中受到严格限制，但仍存在恐怖分子利用其夺走人们生命的事件，例如东京地铁的恐怖袭击。因此，以便捷的方式快速检测这些神经毒剂对于公共安全系统至关重要。由于cwa作为国家管控的化学物品，我们一般使用活性与cwa类似，但毒性相对较小的模拟物氯磷酸二乙酯作为替代物进行检测。由于cwa与其模拟物有相似的活性，如果探针对模拟物表现出响应，那么对cwa也一定表现出相似的响应情况。因此，业内普遍认可用模拟物代替化学战剂毒气研究。

目前的研究表明，对于战争毒剂模拟物的检测方法常见的有电化学法，质谱法和酶化学法等。电化学分析是利用物质的电学和电化学性质进行表征和测量的科学，它是电化学和分析化学学科的重要组成部分；质谱法即用电场和磁场将运动的离子按它们的质荷比分离后进行检测的方法；酶分析法是一种偏向于生物学和药学的分析方法，通过使用酶具有的专一性和高催化性，实现对待测物质的检测。这几种常见的方式均能够实现对战争毒剂模拟物的准确检测。

近年来，由于荧光探针的易于制备，高灵敏度和快速响应，已经开发出一些纳米纤维和有机小分子作为荧光探针来检测神经毒剂的模拟物。与其他分析物相比，科学家虽然发现了多种检测神经毒气的方法，其中包括气相色谱法，质谱法，离子迁移谱法，酶传感器，毛细管电泳法，毛细管电泳法和比色法等，但是报道可用于神经毒剂检测的荧光探针仍然匮乏，根据目前的研究，对于战争毒剂模拟物常见的检测方式虽然能够实现对战争毒剂的准确检测，但是它们同时也具有检测方式繁琐和检测成本昂贵等缺点。而荧光法则具有检测方式便捷，并且检测成本低等优点。另外，虽然目前也有部分荧光探针用于实现对战争毒剂模拟物的检测，但是对于此类荧光探针分子的应用大多都是停留在溶液里或者试纸上的应用。例如，s.huang,y.wu,f.zeng,l.sun,s.wu等人进行的研究工作，对于氯磷酸二乙酯蒸汽的检测大多都是建立在检测试纸的基础之上，此种应用存在无法通过精确的数据化表示，只可通过肉眼观察进行识别的问题，s.k.sheet,b.sen,s.khatua等人的研究工作表明，目前的荧光检测试纸都是通过肉眼观察的方式进行定性描述和识别，通过不同氯磷酸二乙酯蒸汽浓度对于荧光的响应情况来判断氯磷酸二乙酯蒸汽浓度，由于溶液存在较多的干扰，且检测精度较差，差异较为明显，无法准确的进行氯磷酸二乙酯蒸汽浓度检测。

光纤传感技术诞生初期就受到了学者和科研人员们的广泛关注，此技术最初诞生于美国海军研究所的foss项目，至今为止仍是光电技术应用方面运用最多、技术发展最为迅速的一个重要分支之一。光纤传感技术相对于传统的检测方式，它具有抗电磁干扰、耐化学腐蚀、灵敏度高、适用环境范围较广等优点，所以光纤传感器的测试精度和适用范围相较于传统的测试方法更为优异，由于大多数有机小分子在常见的有机溶剂中均拥有着优异的溶解性能，所以有机小分子荧光探针在光纤上的成膜效果比一般无机物更好。若能将有机小分子荧光探针与光纤传感技术相结合，相比与其它可用于检测战争毒剂模拟物的荧光探针，理论上能制备了一种可以用于检测氯磷酸二乙酯蒸汽的光纤传感器。理论上能够实现对待测物的实时检测，并且应该可以拥有良好的稳定性，更高的实时精度。

因此设计并合成一种商业化成本较高的荧光探针，以及制备一种可以抗电磁干扰、耐腐蚀性强和检测精度较高的战争毒剂气体检测荧光探针，并得到一种与光纤探头联用的应用方法显得尤为重要。

技术实现要素：

本发明主要是克服现有技术中的不足之处，提出一种用于检测氯磷酸二乙酯的荧光探针合成及应用。采用本发明公开的一种用于检测氯磷酸二乙酯的荧光探针合成及应用，合成了一种基于1,1'-联萘酚结构硅化合物荧光探针，这种含硅化合物荧光探针可以实现对战争毒剂模拟物氯磷酸二乙酯的专一检测，并且具有响应速度快，低检测限以及发光波长较长等优点，商业化程度高，极大的减少了探针合成所需的成本，还公开了一种基于归一化处理数据的用于检测氯磷酸二乙酯的荧光探针的应用方法，包括微型光谱分析仪，激发光源及电脑，三者通过信号传递光纤进行信号传递，具有独有的抗电磁干扰优势，光纤探头具有耐腐蚀的优点，由于光信号的精确性，也使得该传感器不同于常规的肉眼观测，具备对于氯磷酸二乙酯蒸汽检测精准度较高的特点。

本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种用于检测氯磷酸二乙酯的荧光探针合成及应用，其特征在于，所述用于检测氯磷酸二乙酯的荧光探针的合成包括以下步骤：

(1)在惰性气体氛围保护下，将2，2’-二羟基-[1，1’-联萘]-3-甲醛置于圆底烧瓶中，再加入一定量超干乙醇使其充分溶解；

(2)室温条件下加入2，3-二氨基萘，再加入焦亚硫酸钠；

(3)在合适温度条件下加热回流一定时间，降至室温后，旋转蒸发去除溶剂后用乙酸乙酯多次萃取，有机相经洗涤，无水硫酸钠干燥，旋转蒸发得到褐色固体粗产物，柱层析提纯，真空干燥得到3-(1h-萘并[2，3-d]咪唑-2-基)-[1，1’-联萘]-2，2’-二醇；

(4)在惰性气体氛围保护下，将3-(1h-萘并[2，3-d]咪唑-2-基)-[1，1’-联萘]-2，2’-二醇置于圆底烧瓶中，再加入一定量重蒸四氢呋喃使其充分溶解；

(5)室温条件下逐滴加入重蒸三乙胺，反应体系由黄色变为棕色；

(6)一定时间后，再逐滴加入ph2sicl2，反应体系颜色变浅；

(7)一定时间后，tlc检测，待原料基本完全反应，用乙酸乙酯多次萃取，有机相经洗涤，无水硫酸钠干燥，旋转蒸发得到黄色固体粗产物，柱层析提纯，真空干燥得荧光探针5-(2-羟基萘-1-基)-7，7-二苯基-7，15-二氢萘并[2，3-e]萘并[2’，3’:4，5]咪唑并[1，2-c][1，3，2]氧杂硅灵-8-鎓。

优选的，所述步骤(1)和步骤(4)中惰性气体为氩气，所述步骤(1)中2，2’-二羟基-[1，1’-联萘]-3-甲醛摩尔质量为1mmol时，超干乙醇的用量为30ml，所述步骤(3)中的合适温度为85℃，所述一定时间为3h，所述乙酸乙酯萃取次数为2次，所述有机相洗涤过程依次为蒸馏水、饱和食盐水洗涤，所述柱层析提纯的洗脱相体积比为石油醚：乙酸乙酯＝3∶1。

优选的，所述步骤(1)和步骤(2)中，2，2’-二羟基-[1，1’-联萘]-3-甲醛：2，3-二氨基萘：焦亚硫酸钠的摩尔质量比为1mmol：1.2mmol：1.2mmol。

优选的，所述步骤(4)中3-(1h-萘并[2，3-d]咪唑-2-基)-[1，1’-联萘]-2，2’-二醇的摩尔质量为0.5mmol时，重蒸四氢呋喃的用量为30ml；所述步骤(7)中，乙酸乙酯萃取次数为2次，所述有机相洗涤过程依次为蒸馏水、饱和食盐水洗涤，所述柱层析提纯的洗脱相体积比为石油醚：乙酸乙酯＝3∶1。

优选的，所述步骤(4)-步骤(6)中的3-(1h-萘并[2，3-d]咪唑-2-基)-[1，1’-联萘]-2，2’-二醇：重蒸三乙胺：ph2sicl2的摩尔质量比为0.5mmol：1.5mmol：1.3mmol。

优选的，所述步骤(6)中的一定时间为5min，所述步骤(7)中的一定时间为30min。

进一步的，一种用于检测氯磷酸二乙酯的荧光探针合成及应用，其特征在于，所述荧光探针的应用步骤为：

(1)将10.0μmol的荧光探针5-(2-羟基萘-1-基)-7，7-二苯基-7，15-二氢萘并[2，3-e]萘并[2’，3’:4，5]咪唑并[1，2-c][1，3，2]氧杂硅灵-8-鎓溶于10.0ml丙酮中，待其充分溶解后，将其均匀涂敷在微型光谱分析仪的光纤探头部分，然后待其自然挥发即可形成荧光探针薄膜；

(2)使用一定波长的激发光作为激发光源，通过微型光谱分析仪的光纤探头部分进行荧光激发，通过电脑记录下原始发光强度i0；

(3)用集气袋将氯磷酸二乙酯蒸汽和氮气进行配比，配比不同浓度的待测氯磷酸二乙酯蒸汽；

(4)将微型光谱分析仪的光纤探头部分插入不同浓度氯磷酸二乙酯蒸汽的集气袋进行测试，并记录下最佳发射荧光强度i，并对最佳发射荧光强度数据的变化程度进行归一化处理；

(5)通过软件进行线性拟合，得到氯磷酸二乙酯蒸汽浓度与最佳发射荧光强度数据的变化程度的归一化数据之间的拟合函数；

(6)当检测未知浓度的氯磷酸二乙酯蒸汽时，对未知浓度的氯磷酸二乙酯蒸汽检测后，计算得到此浓度下最佳发射荧光强度数据的变化程度的归一化数据，带入步骤(5)中所得到的拟合函数，即可求得氯磷酸二乙酯蒸汽浓度；

(7)当检测此种荧光探针对氯磷酸二乙酯低检测限的理论值时，将微型光谱分析仪信噪比值，带入步骤(5)中所得到的拟合函数，得到此种荧光探针对氯磷酸二乙酯低检测限的理论值。

优选的，所述步骤(2)中一定波长的激发光的波长为380nm，所述步骤(5)中的拟合软件为origin软件。

优选的，所述微型光谱分析仪，激发光源及电脑通过信号传递光纤进行信号传递，所述信号为发光强度及荧光强度，所述步骤(1)中光纤探头包括入射光光纤和荧光吸收型光纤。

优选的，所述步骤(4)中对最佳发射荧光强度数据的变化程度进行归一化处理的方法为测试得到的不同浓度氯磷酸二乙酯蒸汽实时最佳发射荧光强度i减去荧光探针薄膜原始发光强度i0后除以荧光探针薄膜原始发光强度i0即可得到代表最佳发射荧光强度数据的变化程度的归一化数据。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

采用本发明公开的一种用于检测氯磷酸二乙酯的荧光探针合成及应用，合成了一种基于1,1'-联萘酚结构硅化合物荧光探针，这种含硅化合物荧光探针可以实现对战争毒剂模拟物氯磷酸二乙酯的专一检测，并且具有响应速度快，低检测限以及发光波长较长等优点，商业化程度高，极大的减少了探针合成所需的成本，还公开了一种基于归一化处理数据的用于检测氯磷酸二乙酯的荧光探针的应用方法，包括微型光谱分析仪，激发光源及电脑，三者通过信号传递光纤进行信号传递，具有独有的抗电磁干扰优势，光纤探头具有耐腐蚀的优点，由于光信号的精确性，也使得该传感器不同于常规的肉眼观测，具备对于氯磷酸二乙酯蒸汽检测精准度较高的特点。

附图说明

图1为3-(1h-萘并[2，3-d]咪唑-2-基)-[1，1’-联萘]-2，2’-二醇氢谱(400mhz,dmso-d6)；

图2为3-(1h-萘并[2，3-d]咪唑-2-基)-[1，1’-联萘]-2，2’-二醇碳谱(100mhz,dmso-d6)；

图3为3-(1h-萘并[2，3-d]咪唑-2-基)-[1，1’-联萘]-2，2’-二醇质谱；

图4为5-(2-羟基萘-1-基)-7，7-二苯基-7，15-二氢萘并[2，3-e]萘并[2’，3’:4，5]咪唑并[1，2-c][1，3，2]氧杂硅灵-8-鎓氢谱(400mhz,dmso-d6)；

图5为5-(2-羟基萘-1-基)-7，7-二苯基-7，15-二氢萘并[2，3-e]萘并[2’，3’:4，5]咪唑并[1，2-c][1，3，2]氧杂硅灵-8-鎓碳谱(100mhz,dmso-d6)；

图6为5-(2-羟基萘-1-基)-7，7-二苯基-7，15-二氢萘并[2，3-e]萘并[2’，3’:4，5]咪唑并[1，2-c][1，3，2]氧杂硅灵-8-鎓质谱；

图7为荧光探针在不同溶剂中荧光发射光谱图(exslit＝5.0nm，emslit＝5.0nm)；

图8为探针(10.0μm)在最佳激发下(λex＝334nm)分别对dmmp、dcnp、dcmp和dcp(均为50μm)的荧光响应情况(曲线从上至下分别为单独探针，探针+dmmp，探针+dcnp，探针+dcmp，探针+dcp)；

图9为探针(10.0μm)与不同战争毒剂模拟物(20.0μm)的竞争响应实验；

图10为探针与不同浓度dcp的荧光滴定谱图；

图11为一种用于检测氯磷酸二乙酯的荧光探针应用装置示意图；

图12为光纤探头的微结构示意图；

其中1为用于吸收敏感膜荧光信号吸收型光纤，2为用于提供激发光源的光纤，3为光纤探头。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：

(1)一种用于检测氯磷酸二乙酯的荧光探针合成：

一种用于检测氯磷酸二乙酯的荧光探针合成，包括以下步骤：

(1)在氩气保护下，将2，2’-二羟基-[1，1’-联萘]-3-甲醛(314.0mg，1mmol)置于100ml圆底烧瓶中，再加入30ml超干乙醇使其充分溶解；

(2)室温条件下加入2,3-二氨基萘(196.0mg，1.2mmol)，再加入焦亚硫酸钠(228.0mg，1.2mmol)；

(3)在85℃条件下加热回流3小时，降至室温后，旋转蒸发去除溶剂后用乙酸乙酯30ml萃取2次，有机相依次经蒸馏水、饱和食盐水进行洗涤，无水硫酸钠干燥，旋转蒸发得到褐色固体粗产物，采用石油醚与乙酸乙酯体积比为3:1作为洗脱相，柱层析进行提纯，真空干燥得配体3-(1h-萘并[2，3-d]咪唑-2-基)-[1，1’-联萘]-2，2’-二醇241.0mg，产率56.2％；

(4)在氩气保护下，将3-(1h-萘并[2，3-d]咪唑-2-基)-[1，1’-联萘]-2，2’-二醇(226.0mg，0.5mmol)置于100ml圆底烧瓶中，再加入30ml重蒸四氢呋喃使其充分溶解；

(5)室温条件下逐滴加入重蒸三乙胺(1.5mmol，0.25ml)，反应体系由黄色变为棕色；

(6)5min后，再逐滴加入ph2sicl2(1.3mmol，0.25ml)，反应体系颜色变浅；

(7)30min后，tlc检测，待原料基本完全反应，用乙酸乙酯30ml萃取2次，有机相依次经蒸馏水、饱和食盐水进行洗涤，无水硫酸钠干燥，旋转蒸发得到黄色固体粗产物，采用石油醚与乙酸乙酯体积比为3:1作为洗脱相，柱层析提纯，真空干燥得荧光探针5-(2-羟基萘-1-基)-7，7-二苯基-7，15-二氢萘并[2，3-e]萘并[2’，3’:4，5]咪唑并[1，2-c][1，3，2]氧杂硅灵-8-鎓16.0mg，产率6.2％。

(2)一种用于检测氯磷酸二乙酯的荧光探针表征：

(a)实验仪器

¹h和¹³cnmr:日本电子(jeol)jnm-ecs400和varianinova600mhz核磁共振谱仪，氘代试剂为cdcl3和d6-dmso，tms作为内标。

esi-ms：使用brukerdaltonicsesquire6000spectrometer和brukerdaltonicsapexii47eft-icrspectrometer。

荧光光谱仪：hitachif-7000fluorescencespectrophotometer。

(b)测试条件

探针5-(2-羟基萘-1-基)-7，7-二苯基-7，15-二氢萘并[2，3-e]萘并[2’，3’:4，5]咪唑并[1，2-c][1，3，2]氧杂硅灵-8-鎓配制成10.0mm的n,n-二甲基甲酰胺(光谱级)储备液；氯磷酸二乙酯配置成10.0mm的dmf储备液；测试溶剂的选择过程中所有溶剂为光谱级n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、光谱级二甲基亚砜(dmso)、色谱纯丙酮(act)和色谱纯二氯甲烷(dcm)。其余荧光测试均在光谱级n,n-二甲基甲酰胺(dmf)中进行。

探针的荧光激发波长为λex＝334nm；测试狭缝为5.0nm。

(c)3-(1h-萘并[2，3-d]咪唑-2-基)-[1，1’-联萘]-2，2’-二醇的结构表征

如图1-3所示，¹hnmr(400mhz,dmso–d6):δ＝13.65(s,1h),13.34(s,1h),9.35(s,1h),8.95(s,1h),8.21(s,2h),8.07(s,2h),8.03(d,j＝8.0hz,1h),7.92(d,j＝8.8hz,1h),7.90(d,j＝8.0hz,1h),7.44–7.32(m,5h),7.27(td,j＝6.8,0.8hz,1h),7.20(td,j＝8.4,1.2hz,1h),7.04(d,j＝8.4hz,2h)ppm；¹³cnmr(100mhz,dmso–d6):δ＝155.8,154.0,153.1,152.8,152.5,135.2,133.8,128.8,128.6,128.1,127.8,127.7,127.2,127.0,125.8,124.4,124.1,123.3,122.2,118.5,117.5,114.9,114.4ppm；esi–ms:m/z＝453.4[m+h]⁺.表明3-(1h-萘并[2，3-d]咪唑-2-基)-[1，1’-联萘]-2，2’-二醇确实合成成功。

(d)荧光探针5-(2-羟基萘-1-基)-7，7-二苯基-7，15-二氢萘并[2，3-e]萘并[2’，3’:4，5]咪唑并[1，2-c][1，3，2]氧杂硅灵-8-鎓结构表征

如图3-6所示，¹hnmr(dmso-d6,400mhz):δ＝14.15(s,1h),13.46(s,1h),9.05(s,1h),8.96(d,j＝8.8hz,1h),8.72(d,j＝7.6hz,1h),8.41-8.39(m,1h),8.09(d,j＝8.4hz,1h),7.89-7.85(m,1h),7.79-7.75(m,2h),7.66-7.63(m,3h),7.41-7.37(m,1h),7.30-7.26(m,4h),7.15-7.10(m,4h),6.98-6.92(m,4h)ppm.¹³cnmr(dmso-d6,100mhz):δ＝154.8,151.3,137.1,136.7,136.6,135.9,134.7,134.6(2c),134.5(4c),134.2,131.5,130.5,130.4,130.2,130.1,129.8,129.7,128.8,128.7,128.1(2c),128.0(4c),127.9(2c),126.8,126.0,125.3,124.9,124.4,123.0,119.4,119.3,113.6,113.1,113.0,111.4ppm.hrms(esi):m/zcalcdforc43h29n2o2si⁺[m+h2o]⁺:651.2098,found:651.2100.

(e)荧光探针5-(2-羟基萘-1-基)-7，7-二苯基-7，15-二氢萘并[2，3-e]萘并[2’，3’:4，5]咪唑并[1，2-c][1，3，2]氧杂硅灵-8-鎓光谱性质

1)探针在不同溶剂中荧光响应

荧光探针在不同溶剂中呈现出不同的荧光颜色，为了更好的研究其发光性能，选取了四种常见的有机溶剂(act、dcm、dmso和dmf)，并分别在最佳激发下进行荧光测试。图7为荧光探针在不同溶剂中荧光发射光谱图，从图中可以看到，探针在dmf和dmso中具有较长的发射波长，并且探针发光强度较高，而在dcm和act中，荧光强度整体偏低，并且发射波长较短。考虑到后期的实际应用，最终选择发射波长较长并且荧光发光强度较高的dmf溶剂作为探针分子的测试环境。

2)探针对不同战争毒剂模拟物的荧光响应研究

选定dmf作为测试环境后，我们在最佳激发下荧光探针分别对四种常见的战争毒剂模拟物进行了测试：磷酸二甲酯(dmmp)、氰基磷酸二乙酯(dcnp)、氰甲基磷酸二乙酯(dcmp)和氯磷酸二乙酯(dcp)。如图8所示，测试结果发现荧光探针分子只对氯磷酸二乙酯呈现出荧光猝灭响应，而对其他三种常见的战争毒剂模拟物几乎没有呈现荧光变化。此为荧光猝灭型探针，探针与氯磷酸二乙酯反应时，在565nm处呈现荧光猝灭效果，同样在激发波长为365nm紫外灯照射下，溶液颜色由绿色变为浅绿色。这些结果表明荧光探针对氯磷酸二乙酯具有优异的选择性，并且在紫外灯照射下可以观察到肉眼可见的颜色变化。并且这种荧光探针均有较大的斯托克斯位移。

3)探针的竞争和干扰实验

为了研究荧光探针在不同战争毒剂模拟物存在下对氯磷酸二乙酯的专一性识别，选取了dmmp，dcnp，dcmp和dcp这四种常见的战争毒剂模拟物对荧光探针进行干扰实验。如图9所示，红色柱状图表示荧光探针加入氯磷酸二乙酯后的荧光强度，黑色柱状图表示荧光探针在加入其他战争毒剂模拟物的荧光强度(1-3分别为dmmp、dcnp和dcmp)。在上述其他战争毒剂模拟物存在的情况下，荧光探针在565nm处的荧光强度均未出现猝灭效果，而在氯磷酸二乙酯加入之后，才会出现明显的荧光猝灭。该现象表明了即使在有其他战争毒剂模拟物的存在下，荧光探针依然可以对氯磷酸二乙酯实现有效识别。

4)探针荧光滴定研究

为了进一步研究氯磷酸二乙酯浓度与荧光探针荧光之间的关系，进行了氯磷酸二乙酯分子的荧光滴定实验。如图10所示，荧光探针与不同浓度的氯磷酸二乙酯(0.0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,6.0,7.0,8.0,9.0,10.0,11.0,12.0and13.0μm)反应的荧光光谱图。测试结果发现，当氯磷酸二乙酯浓度达到10.0μm(1.0eq)时，荧光探针在565nm的荧光强度降至最低，此时的荧光强度与氯磷酸二乙酯反应之前的五分之一。取荧光探针在565nm处的荧光强度值对不同浓度氯磷酸二乙酯(0.0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,6.0,7.0,8.0,9.0,10.0,11.0,12.0and13.0μm)作图，荧光探针与所加入的氯磷酸二乙酯浓度(0.0-10.0μm)呈现良好的线性关系，并且在所加入的氯磷酸二乙酯浓度范围内，通过线性拟合，荧光探针与氯磷酸二乙酯反应的r值为0.9989。所以氯磷酸二乙酯浓度在0.0-10.0μm内，荧光探针与氯磷酸二乙酯呈现出良好的线性关系。

综上所述，成功合成了一种基于联二萘酚结构硅化合物的荧光探针，探针能实现对战争毒剂模拟物氯磷酸二乙酯的专一性识别，并且具有高灵敏度、反应时间较短优势，对氯磷酸二乙酯拥有良好的检测效果。

(3)一种用于检测氯磷酸二乙酯的荧光探针应用方法：

近年来，许多课题组已经设计并合成了一些可以用于检测战争毒剂模拟物的荧光探针。但是据目前报道，很多探针在应用方面具有一定局限性，例如制备成用于检测氯磷酸二乙酯蒸汽的试纸或者硅胶板。这些探针在某种程度上缺乏一定的实用性和高精度的精准的实时检测能力。而目前常用的用于气体检测分析的方式，例如：气相色谱、红外吸收以及热导分析等，均存在现场实时检测机动性差的问题。因此，寻找一种高性价比、高灵敏度以及可便于携带的气体传感器显得尤为重要。

由于探针本身就具有良好的荧光性能，并且考虑到传感器的可携带性，最终选择oceanoptics公司的f-4600flspectrophotometer微型光谱分析仪作为了光纤传感器的组件，制作了一种荧光猝灭型气体光纤传感器。光纤传感装置示意图如图11所示。光纤气体传感器的结构主要包含四个部分：激发光源(由于便携式的光源波长只有各个波段的部分固定波长，不能任意选择，所以选择了和含硅化合物荧光探针相对接近的380nm作为激发光波长)、用于光信号传递和接收的光纤探头、微型光谱分析仪以及用于数据处理的电脑。

光纤气体传感器的核心部分是激发产生荧光的气敏薄膜，其敏感薄膜的发射荧光的相对强度以及变化程度是评判光纤传感器性能好坏的重要指标。由于制作的探针本身就属于有机小分子，与有机溶剂的相容性非常好，所以只需要将10.0μm的荧光探针溶于10.0ml丙酮中，待其充分溶解后，将其均匀涂敷在光纤探头部分，然后待其自然挥发即可分别形成一种有机敏感薄膜。光纤探头的微结构如图12所示，探头正中央的光纤2是用于提供激发光源的光纤，而周围的6根光纤1是用于吸收敏感膜荧光信号吸收型光纤，整个元件同时拥有提供激发光和吸收发射光信号的能力，只需要把荧光探针涂敷在光纤探头表面直接制作成敏感元件对氯磷酸二乙酯蒸汽进行检测即可。

一种用于检测氯磷酸二乙酯的荧光探针应用方法，步骤为：

(1)将10.0μmol的荧光探针5-(2-羟基萘-1-基)-7，7-二苯基-7，15-二氢萘并[2，3-e]萘并[2’，3’:4，5]咪唑并[1，2-c][1，3，2]氧杂硅灵-8-鎓溶于10.0ml丙酮中，待其充分溶解后，将其均匀涂敷在oceanoptics公司的f-4600flspectrophotometer微型光谱分析仪的光纤探头部分，然后待其自然挥发即可形成荧光探针薄膜，所述微型光谱分析仪，激发光源及电脑通过信号传递光纤进行信号传递，所述信号为发光强度及荧光强度，光纤探头包括入射光光纤和荧光吸收型光纤；

(2)使用380nm的激发光作为激发光源，通过微型光谱分析仪的光纤探头部分进行荧光激发，通过电脑记录下原始发光强度i0为102a.u；

(3)用集气袋将氯磷酸二乙酯蒸汽和氮气进行配比，配比不同浓度的待测氯磷酸二乙酯蒸汽，分别为0.0125ppm，0.025ppm，0.05ppm，0.1ppm，0.2ppm，0.4ppm，0.8ppm，1.6ppm，3.2ppm，6.5ppm，12.9ppm，25.7ppm，51.4ppm，103ppm；

(4)将微型光谱分析仪的光纤探头部分插入不同浓度氯磷酸二乙酯蒸汽的集气袋进行测试，并记录下最佳发射荧光强度i，并对最佳发射荧光强度数据的变化程度进行归一化处理，对最佳发射荧光强度数据的变化程度进行归一化处理的方法为测试得到的不同浓度氯磷酸二乙酯蒸汽实时最佳发射荧光强度i减去荧光探针薄膜原始发光强度i0后除以荧光探针薄膜原始发光强度i0即可得到代表最佳发射荧光强度数据的变化程度的归一化数据；

(5)通过origin软件进行线性拟合，得到氯磷酸二乙酯蒸汽浓度与最佳发射荧光强度数据的变化程度的归一化数据之间的拟合函数，得到拟合函数y＝0.3983x+0.00175，其中x为氯磷酸二乙酯蒸汽浓度(单位：ppm)，y为最佳发射荧光强度数据的变化程度的归一化数据；

(6)当检测未知浓度的氯磷酸二乙酯蒸汽时，对未知浓度的氯磷酸二乙酯蒸汽检测后，计算得到此浓度下最佳发射荧光强度数据的变化程度的归一化数据，带入步骤(5)中所得到的拟合函数，即可求得氯磷酸二乙酯蒸汽浓度；

(7)当检测此种荧光探针对氯磷酸二乙酯低检测限的理论值时，将微型光谱分析仪信噪比值，带入步骤(5)中所得到的拟合函数，得到此种荧光探针对氯磷酸二乙酯低检测限的理论值。例如，光谱分析仪信噪比值y＝1：300，带入所得到的拟合函数，得到荧光探针对氯磷酸二乙酯低检测限的理论值为x＝6.5ppb。

综上所述，实验证实所制备的光纤传感器可以实现对氯磷酸二乙酯蒸汽的低浓度实时检测，检测限理论上可以低至6.5ppb，低于对生命健康造成直接危险的浓度7.0ppb。还设计并合成了一种可以用于氯磷酸二乙酯蒸汽检测的光纤气体传感器，该传感器具有抗电磁干扰、检测精准度高、使用环境较广和耐化学腐蚀等优点。通过实验可知，该传感器可以实现对待测物的实时检测，对氯磷酸二乙酯蒸汽的最低检测限达到了6.5ppb，远低于sarin的idlh(危害生命健康)浓度7.0ppb。这也是首次将光纤传感技术与荧光探针相结合，实现了对氯磷酸二乙酯蒸汽的低浓度检测。

采用本发明公开的一种用于检测氯磷酸二乙酯的荧光探针合成及应用，合成了一种基于1,1'-联萘酚结构硅化合物荧光探针，这种含硅化合物荧光探针可以实现对战争毒剂模拟物氯磷酸二乙酯的专一检测，并且具有响应速度快，低检测限以及发光波长较长等优点，商业化程度高，极大的减少了探针合成所需的成本，还公开了一种基于归一化处理数据的用于检测氯磷酸二乙酯的荧光探针的应用方法，包括微型光谱分析仪，激发光源及电脑，三者通过信号传递光纤进行信号传递，具有独有的抗电磁干扰优势，光纤探头具有耐腐蚀的优点，由于光信号的精确性，也使得该传感器不同于常规的肉眼观测，具备对于氯磷酸二乙酯蒸汽检测精准度较高的特点。

以上所述，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已通过上述实施例揭示，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些变动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。