【儀表網 研發快訊】γ-羥基丁酸(γ-Hydroxybutyric acid ，GHB)是一種典型的新精神活性物質。由于其具有無色無味、易溶于水、鎮靜作用強等物理和生理特性，常在社交場合(如酒吧)被不法分子偽裝在飲品中，特別是酒精飲品中，用于實施藥物性性侵犯罪，中國、美國及歐盟等均將其列為管制物質。因此，針對復雜體系中痕量GHB開展現場快速、可視化檢測研究，對有效管控GHB濫用、及時發現和阻止性侵犯行為、維護人身安全和社會穩定等具有重要意義。目前，GHB檢測主要依賴于儀器分析方法。然而，因其分析周期長、預處理復雜等局限性，難以滿足出于主動防范目的現場、快速、可視化檢測需求。
針對GHB化學活性基團少、線性結構簡單的特點，中國科學院新疆理化技術研究所痕量化學物質感知團隊創新性地提出了基于苯并噻唑基(HBT)探針取代基電子效應調控提升探針識別GHB傳感性能的設計策略，設計合成了四種HBT基熒光探針(HBT-NO2、HBT-H、HBT-CH3、HBT-NH2)，實現了GHB的高靈敏、高特異、快速、比色-熒光雙模可視化檢測。具體來說，由于各探針取代基電荷性質不同，驅動探針分子整體電荷分布顯著改變，使得GHB分子從不同方向接近探針分子，進而引起探針以不同非共價作用形式(如氫鍵、范德華力等)識別GHB并引起差異化的光學響應。其中，HBT-NO2和HBT-H探針識別GHB分子后分別產生黃色比色現象、藍色熒光點亮現象，進而組成比色-熒光雙探針傳感體系。該傳感體系對GHB的檢測限低至0.586 ng/mL，響應時間僅0.2 s，并且對結構類似物(1 ，4-丁二醇、正丁醇、乳酸)、潛在共存物質(茶多酚、木糖醇、抗壞血酸、煙酰胺、安賽蜜、草酸、尿素、三氯蔗糖、葡萄糖)等具有良好的選擇性和抗干擾性。此外，構建了PVA基傳感材料，并搭載于團隊自主研制的分析師智能裝備中，實現了GHB殘留溶液的半定量分析測試。此外，為滿足潛在受害者預防性、隱蔽性檢測需求，構建了便攜式眼影盒傳感器件，實現了13種常見酒精類和非酒精類飲品中外加GHB的隱蔽、準確、可視化檢測。
該工作所提出的基于電子效應調控提升GHB檢測性能的探針設計策略為基于非共價識別機制的傳感探針設計開辟了新思路，為GHB主動式檢測需求提供了解決方案，并為相關物質痕量檢測器件的開發提供了借鑒。
相關研究成果以“Electronic Effect Driven Specific and Sensitive Recognition toward GHB”為題發表于國際分析化學領域權威期刊Analytical Chemistry，碩士研究生張石為第一作者，竇新存研究員和劉媛研究員為共同通訊作者，中國科學院新疆理化技術研究所為第一單位。該工作得到了新疆維吾爾自治區重點研發計劃和新疆維吾爾自治區自然科學基金面上項目等資助。
圖(a)電子效應誘導HBT基探針識別GHB的不同相互作用機制和光學響應示意圖；(b)探針功能化基底對GHB的光學響應圖像；(c)眼影盒式傳感器件對GHB的比色-熒光雙模響應圖像
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