研究人员提出多米诺骨牌效应传感机制来检测接近皮摩尔水平的胺

准确、灵敏的胺检测对于工业安全、环境监测和临床诊断至关重要。传感材料的持续研究和开发为提高胺检测的灵敏度和选择性提供了希望。光学/荧光胺检测材料由于其易于操作、肉眼读出和便携性而特别有前途。

然而，所报道的荧光探针由于其“一对一”化学计量传感机制的固有限制而灵敏度中等。通常，一个胺分子仅与一个(或最多几个)荧光分子相互作用，对系统整体发射的影响可以忽略不计。实现可检测的信号变化需要大量的胺分子，从而导致灵敏度较低。

在《美国化学会杂志》上发表的一项研究中，中国科学院福建物质结构研究所黄卫国教授领导的研究小组开发了一种由一个荧光分子(例如， PTF1) 和多达 40 条包含 1,000 多个重复单元 (PFP​​A) 的非发射聚合物链 (pPFPA)。

研究人员发现，荧光团PTF1充当多米诺骨牌触发器，通过极性π相互作用与周围的聚合物重复单元(PFPA，以下多米诺骨牌块)相互作用，导致570 nm处的黄色荧光信号放大。接触胺后，基于 PTF1-pPFPA 的多米诺链会迅速分解，恢复分配给内在 PTF1 的 455 nm 蓝色发射，从而创建一种超灵敏的胺检测方法。

五氟苯基基序以其吸电子特性而闻名。相反，胺是强给电子化合物和强碱。混合后，三乙胺(TEA)“N”原子上的孤对电子可以很容易地与 pPFPA 上的缺电子侧基进行通信，从而产生感应效应，改变 PFPA 单元之间的电子云分布，并破坏原始的电子云分布。 -沿 pPFPA 链的空间共轭 (TSC)。

密度泛函理论(DFT)计算表明， pPFPA与TEA的结合能为-15.5 kcal mol -1，表明TEA与pPFPA之间具有很强的亲和力和相互作用。如果胺嵌入 PFPA 重复单元中，则胺会沿着多米诺骨牌切断 TSC;如果胺直接靠近 PTF1 荧光团，则会抑制 PTF1 和 pPFPA 之间的电荷转移。在任何一种情况下，已建立的PTF1-pPFPA超分子多米诺链都会被切断，原始放大的黄色荧光信号将被大幅抑制。

这项研究提出了“多米诺骨牌效应”传感机制，为化学检测提供了通用方法。