[发明专利]可激活聚集诱导发光探针及其在灵敏检测甲萘威中的应用

说明书

本发明涉及可激活聚集诱导发光探针及其在灵敏检测甲萘威中的应用，以纯化的天然产物山奈酚为原料，属于农药检测领域，设计合成了一种新颖的酯酶激活聚集诱导发光(AIE)与激发态分子内质子转移(ESIPT)探针——山奈酚四乙酸酯，用于甲萘威的比率检测。引入乙酸酯基团作为酯酶反应位点及AIE+ESIPT引发剂。山奈酚四乙酸酯具有聚集诱导猝灭效应。酯酶特异性水解山奈酚四乙酸酯生成具有AIE与ESIPT特性的山奈酚，其在530nm有明显的荧光发射,且斯托克斯位移大(165nm),水解时间短(8min)。甲萘威能抑制酯酶活性，从而有效抑制山奈酚的产生。基于此原理，构建了一种简单的甲萘威比率检测策略，该策略具有较高的选择性和可靠性。

技术领域

本发明属于农药检测领域，主要涉及可激活聚集诱导发光探针用于灵敏检测甲萘威。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

农药是用来消除病虫害和杂草、调节植物生长的合成化学物质，在环境防疫和农业生产中有着广泛的用途。然而，农药的不当或过量使用会在全球范围内造成环境和生态系统破坏、引发食品污染甚至健康相关问题。因此，世界卫生组织已经禁止使用具有较大的农药，各国也都颁布了限制农药残留允许水平的法规。甲萘威(1-萘基N-甲基氨基甲酸酯)是一种氨基甲酸酯类农药，因其广谱、高效、低毒等特点，在现代农业中被广泛用作杀虫剂。低毒的甲萘威持续滥用仍会引起生物累积，引发环境、食品和人类健康问题。因此，建立准确、灵敏、高效的甲萘威检测方法具有重要的意义，也是公共卫生的迫切需求。

在ISO 17025认证标准中，传统的分析技术，如高效液相色谱、气相色谱和质谱已用于农药监测。尽管它们的灵敏度高、分辨率高、精密度好、痕量分析能力强，但其设备昂贵、操作步骤复杂、要求专业的实验技能，严重制约了它们在快速、简便研究中的应用。因此，科研工作者在建立快速、简便的研究方法中不断摸索。荧光分析法具有操作简便、稳定性好、灵敏度高、信噪比高、分析时间短等优点，成为农药分析的候选方法。然后，研究者们制备了各种荧光探针，如合成有机染料、碳点、量子点、金属有机骨架等，并与酶抑制平台集成，用于检测不同种类的农药。遗憾的是，大多数报道的探针仍然受到聚集诱导猝灭(ACQ)效应的影响，这可能导致小的斯托克斯位移和严重的背景干扰。此外，常用的单发射型探针通常受到仪器效率、样品基质以及荧光探针分布不均匀等因素的干扰。显然，探索聚集诱导发光(AIE)探针对农药的比率传感仍然是一个巨大的需要。

AIE于2001年由唐课题组首次发现，由于其高的量子产率(QY)、优异的光稳定性、低的检出限、可忽略不计的背景效应等优点，在传感和生物成像中得到了广泛的发展和成功的应用。分子内运动的限制是AIE探针常见的发光机制。有趣的是，已报道的具有激发态分子内质子转移(ESIPT)特性的AIE探针具有显著的优势。例如，大的斯托克斯位移(150nm)，自荧光和自吸收最小，聚集态酮发射增强，光谱灵敏度高。毫无疑问，人们致力于设计和合成新型的AIE+ESIPT探针，比如邻羟基亚甲基苯胺、羟基苯基喹唑啉酮、2-(2’-羟基苯基)苯并噻唑等。同时，与合成的探针相比，天然AIE+ESIPT探针(即黄酮醇衍生物)的发现极大地避免了复杂的有机合成过程且符合绿色化学理念。众所周知，ESIPT荧光团可以很容易地由反应单元形成，从而制备出选择性好、对比度高的开启型荧光探针。同时，反应单元作用前后的两个荧光基团可以完全用于构建比率传感系统。例如，2021年，蒋等人合成了一种新型荧光探针，其中Cu²⁺引发水解，释放出具有AIE+ESIPT性质的近红外探针，用于Cu²⁺的比率传感和生物成像；曾课题组合理设计了一种亮氨酸氨肽酶激活的AIE+ESIPT探针用于亮氨酸氨肽酶的比率传感。然而，据本发明所知，迄今为止，基于可激活的AIE+ESIPT探针的农药比率分析尚未见报道。

发明内容