爆炸物原料過氧化氫的比色和熒光可視化檢測方法探討

曹洄魚，李毓姝，王廣發(fā)*，竇新存*

（1.爆炸物安全科學(xué)自治區(qū)重點實驗室，中國科學(xué)院特殊環(huán)境功能材料與器件重點實驗室，中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所，新疆 烏魯木齊 830011；2.中國科學(xué)院大學(xué)，材料與光電研究中心，北京 100049）

近年來，全球范圍內(nèi)恐怖活動蔓延，爆炸恐怖襲擊案件頻發(fā)，嚴(yán)重威脅了人民群眾的生命和財產(chǎn)安全［1］。據(jù)全球恐怖襲擊數(shù)據(jù)庫（Global Terrorism Database）統(tǒng)計，全球僅在2019 年就發(fā)生了8 000 多起恐怖襲擊事件，造成超過20 000 人死亡。基于打擊恐怖主義、維護(hù)世界人民安全的迫切需要，爆炸物檢測技術(shù)受到了世界公共安全領(lǐng)域的高度重視。針對典型制式爆炸物2，4，6-三硝基甲苯、2，4-二硝基甲苯和環(huán)三亞甲基三硝胺等的檢測方法，科研人員開展了大量研究［2－3］。然而，隨著各國對制式爆炸物的管控日益嚴(yán)格，非制式爆炸物由于其價格低廉、易于購買、制備工藝簡單等特點而成為爆恐分子的首選。中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所爆炸物安全科學(xué)自治區(qū)重點實驗室針對常見非制式爆炸物尿素、硫、亞硝酸鹽、高氯酸鹽等的檢測開展了系統(tǒng)研究，包括基于異丙醇鉀和二甲基亞砜體系的親核加成反應(yīng)和堿催化氧化誘導(dǎo)的電子轉(zhuǎn)移原理，設(shè)計獲得了可同時比色識別三硝基甲苯、二硝基甲苯、硫和高錳酸鉀的多目標(biāo)爆炸物比色檢測試劑［4］；從影響比色檢測靈敏度的載體入手，設(shè)計并制備具有斯坦納網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的纖維膜和親疏交替鎖水網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水凝膠基底，通過降維和限域策略極大地提高了檢測靈敏度［5－6］；從構(gòu)筑模式和判別方法入手，實現(xiàn)對多種非制式爆炸物原料和混合爆炸物的精準(zhǔn)識別［7－8］；通過陽離子鉑配合物的超分子自組裝體系和精確調(diào)控?zé)晒鈭F(tuán)結(jié)合位點的設(shè)計，分別實現(xiàn)對非制式爆炸物高氯酸鹽和亞硝酸鹽的高靈敏熒光檢測［9－10］等。

近年，以三過氧化三丙酮（TATP）、六亞甲基三過氧化二胺（HMTD）等為代表的過氧化物類爆炸物由于具有原料易得、容易合成且爆炸威力巨大等特點，逐漸被恐怖分子廣泛使用［11］。如2015年的法國巴黎襲擊爆炸案、2016年比利時布魯塞爾機場和地鐵站爆炸案、2018年印度尼西亞泗水教堂爆炸案和2019年斯里蘭卡連環(huán)爆炸案等典型恐怖襲擊事件中均使用了TATP［12］。H2O2不僅是制備PBEs的前驅(qū)體，而且還是PBEs的分解產(chǎn)物［13］。目前，科研人員主要通過檢測H2O2的方法實現(xiàn)間接檢測PBEs的目標(biāo)［11］。此外，H2O2和燃料混合（如酒精和丙酮）也是威力巨大的爆炸物［13］。因此，開展對爆炸物原料H2O2的檢測對維護(hù)國家安全和社會穩(wěn)定具有十分重要的意義。

科研人員開發(fā)出了大量基于H2O2檢測的傳感方法，包括質(zhì)譜法［14］、色譜法［15］、電化學(xué)法［16］和化學(xué)發(fā)光法［17］等。比色和熒光檢測方法因特異性好、靈敏度高、結(jié)果可視化、操作簡單和便于現(xiàn)場檢測等優(yōu)點而受到科研人員的廣泛關(guān)注［18］。本文基于H2O2的可視化檢測方法，從提高檢測靈敏度的角度出發(fā)，總結(jié)了其從比色法的褪色到熒光法的點亮的發(fā)展歷程［19－32］（表1），并對其未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。

表1 典型比色和熒光可視化探針的性能對比Table 1 Comparison of performance of typical colorimetric and fluorescent probes

1 比色法可視化檢測H2O2

化學(xué)比色法作為一種操作簡單、結(jié)果直觀的經(jīng)典檢測方法，早在公元初年，古希臘人就已經(jīng)利用此方法通過五倍子溶液來測定醋中的鐵。目前，化學(xué)比色法已被廣泛應(yīng)用于生物、環(huán)境等諸多領(lǐng)域，其在爆炸物檢測領(lǐng)域中的應(yīng)用也得到了進(jìn)一步發(fā)展［18］，從可視化的角度可以將其分為褪色和顯色的化學(xué)比色反應(yīng)。

由于H2O2也是生命體和活性氧的重要組成成分之一，許多科研人員對H2O2在生物檢測中的比色和熒光檢測方法進(jìn)行了探索。其中，基于過氧化物酶（最常用的為辣根過氧化物酶）的比色和熒光可視化檢測方法主要是利用專一性的催化反應(yīng)，通過產(chǎn)生的羥基自由基進(jìn)行檢測。傳統(tǒng)基于過氧化物酶的檢測方法因生物相容性優(yōu)異、靈敏度高、線性范圍寬等優(yōu)點而在檢測生命活動中H2O2領(lǐng)域具有明顯優(yōu)勢。針對爆炸物中H2O2的可視化檢測方法則需要優(yōu)異的環(huán)境適應(yīng)性，科研人員設(shè)計合成了大量具有特異性比色和熒光檢測H2O2的試劑或探針。目前，已有大量文獻(xiàn)對基于過氧化物酶的檢測方法進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)［33－35］，因此，本文聚焦于現(xiàn)場可視化檢測非制式爆炸物原料H2O2。

1.1 基于褪色的比色可視化檢測

目前，基于褪色的比色檢測方法主要利用H2O2的氧化性和還原性，通過其與比色底物發(fā)生反應(yīng)造成底物褪色而實現(xiàn)檢測。利用H2O2的還原性進(jìn)行檢測的方法主要有高錳酸鉀法和鈰量法。在酸性條件下，紫紅色的KMnO4被H2O2還原生成Mn2+，導(dǎo)致溶液褪色實現(xiàn)檢測。當(dāng)KMnO4過量時，呈現(xiàn)粉色，裸眼檢測限和光譜檢測限分別為3μmol/L 和0.3μmol/L［20］。類似地，橙黃色的Ce4+也可被H2O2還原成Ce3+而產(chǎn)生褪色，通過微量滴定平板吸光度法實現(xiàn)H2O2的連續(xù)、特異性測量［36］。

利用H2O2的氧化性還可以實現(xiàn)Mo2O5（OH）和亞甲基藍(lán)的褪色。深藍(lán)色的Mo2O5（OH）可被H2O2或PBEs氧化生成白色的MoO3固體，導(dǎo)致藍(lán)色迅速消失實現(xiàn)檢測。當(dāng)過氧化物過量時，則生成黃色的鉬過氧配合物固體［37］。此外，在堿性條件下，H2O2通過N-去甲基化作用導(dǎo)致亞甲基藍(lán)分解，實現(xiàn)褪色檢測［38］。2019年，韓國全南大學(xué)Kim課題組利用該原理，以新亞甲基藍(lán)作為自由基引發(fā)劑和傳感反應(yīng)位點，通過一步法制備響應(yīng)速度比游離的染料分子快（>1 100%）的水凝膠顆粒，實現(xiàn)了對H2O2的快速檢測（圖1A）［21］。

圖1 利用新亞甲基藍(lán)的雙重作用制備水凝膠顆粒及其與H2O2反應(yīng)的示意圖（A）［21］，草酸氧鈦銨與H2O2的反應(yīng)機理圖（B），基于紙巾的紙基傳感器檢測H2O2蒸氣前后的照片以及光學(xué)顯微鏡照片（C）［24］Fig.1 Depiction of the dual role of new methylene blue（NMB）in the preparation of hydrogel particles and the reaction with hydrogen peroxide（A）［21］，the reaction mechanism of ammonium titanyl oxalate with hydrogen peroxide（B），photographs of a piece of paper towel based sensor before and after exposed to the vapor of H2O2 solution and an optical microscope photo（C）［24］

綜上，通過H2O2的還原和氧化性質(zhì)進(jìn)行褪色檢測時，主要是利用離子價態(tài)變化和分解生色團(tuán)兩種方式。這兩種探針設(shè)計方法有效地實現(xiàn)了H2O2的可視化檢測，然而依舊面臨如何進(jìn)一步提高檢測的靈敏度這一難題。

1.2 基于顯色的比色可視化檢測

與基于褪色的可視化檢測方法相比，基于顯色的可視化檢測方法由于無背景顏色干擾，可實現(xiàn)較高靈敏的可視化檢測。目前，基于顯色的可視化檢測方法包含間接和直接檢測策略。間接檢測策略主要基于淀粉碘化鉀反應(yīng)和芬頓反應(yīng)。南非國家物理實驗室Savage課題組［39］在1951年首次報道了使用KI和淀粉間接比色檢測H2O2，其原理為H2O2首先氧化KI為單質(zhì)碘，碘單質(zhì)進(jìn)而遇淀粉變藍(lán)。美國梅奧醫(yī)學(xué)中心和基金會的Penniston 課題組［22］在上述KI 和淀粉方法的基礎(chǔ)上加入鉬酸銨，實現(xiàn)了微摩爾級別H2O2的檢測?；诜翌D反應(yīng)的比色法間接檢測H2O2是基于H2O2將Fe2+氧化為Fe3+，而Fe3+進(jìn)一步與二甲酚橙反應(yīng)生成藍(lán)紫色絡(luò)合物（鄰甲酚砜－鄰苯二甲酸3′，3′′-二（甲基亞胺）二乙酸酯）［23］。澳大利亞麥考瑞大學(xué)Gebicki 課題組［40］在上述Fe2+和二甲酚橙的基礎(chǔ)上加入山梨醇以提高消光系數(shù)，實現(xiàn)了可視化檢測信號辨別度的提升。另一種芬頓反應(yīng)同樣是基于H2O2的氧化性將Fe2+氧化為Fe3+，進(jìn)而與SCN－反應(yīng)生成紅色的三價硫氰酸鐵絡(luò)合物，從而實現(xiàn)對H2O2可視化檢測信號的顯著提升［33，41］。

不同于上述基于間接比色實現(xiàn)可視化檢測H2O2的方法，基于正鈦酸鈦對H2O2的檢測是基于二者的絡(luò)合反應(yīng)實現(xiàn)的一種直接顯色檢測方法［42］。在不同pH值條件下，反應(yīng)產(chǎn)物在溶液中的離子形式和顯現(xiàn)出的顏色復(fù)雜。目前，普遍接受的機理是在pH<1的酸性條件下，得到最大吸收波長約為400 nm 的鈦氧三元環(huán)Ti（O2）2+，使得顏色由無色變?yōu)辄S色［24，43－45］。據(jù)此，美國猶他大學(xué)臧泠課題組制備了草酸氧鈦銨包覆的基于纖維素微纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的紙基傳感器。該傳感器提供了一種可調(diào)諧的界面，用于H2O2結(jié)合和反應(yīng)生成鈦過氧配合物，可檢出十億分之一（ppb）級別以下的H2O2蒸氣（圖1B、C）［24］。通過改變鈦的配位環(huán)境，形成不同結(jié)構(gòu)、不同顏色的配合物，從而實現(xiàn)對H2O2的比色檢測。日本東京藥科大學(xué)Takamura 課題組選用鈦和4-（2'-吡啶偶氮）間苯二酚（4-（2'-Pyridy1azo）resorcinol，PAR）的混合溶液Ti－PAR 作為比色試劑，由于H2O2與Ti－PAR 形成三元鈦配合物，PAR 中醌結(jié)構(gòu)的共軛雙鍵體系導(dǎo)致溶液相比于Ti（O2）2+的摩爾吸光系數(shù)更大，從而產(chǎn)生無色到紅色的顯色現(xiàn)象［46－47］。之后，該課題組利用2-（（5-溴吡啶）偶氮）-5-（N-丙基-磺酰氨基）苯酚二鈉（2-（（5-Bromopyridyl）azo）5-（N-propyl-Nsulfopropylamino）phenol，PAPS）代替PAR，得到Ti－PAPS 試劑，通過與H2O2形成摩爾吸光系數(shù)和波長變化更大的紫紅色鈦絡(luò)合物，實現(xiàn)對H2O2更加靈敏和特異的可視化檢測［48］。

目前，基于顯色的可視化檢測方法主要是利用H2O2的氧化性和過氧鍵形成絡(luò)合物實現(xiàn)。這種方法具有較高的靈敏度，然而依然無法滿足在爆炸物檢測領(lǐng)域中超痕量可視化現(xiàn)場檢測的要求。

2 熒光法可視化檢測H2O2

熒光檢測法除了同樣具有響應(yīng)速度快、操作簡單、結(jié)果可視化、便于現(xiàn)場應(yīng)用等優(yōu)點，靈敏度通常較比色檢測法高1～3 個數(shù)量級且線性范圍更寬［1，49］。因此，研究人員基于熒光檢測法在爆炸物檢測領(lǐng)域中進(jìn)行大量研究。基于H2O2的兩親性質(zhì)（親電和親核）和氧化性質(zhì)，開發(fā)了多種可實現(xiàn)選擇性檢測H2O2的化學(xué)反應(yīng)，如硼酸酯氧化反應(yīng)、Baeyer－Villiger 氧化重排反應(yīng)等。從可視化角度出發(fā)，熒光檢測方法可分為猝滅型、比率型和點亮型。

2.1 基于熒光猝滅的可視化檢測

基于熒光猝滅的可視化檢測方法，主要通過苯酚氧化、醛基氧化和硼酸酯氧化三種反應(yīng)機理實現(xiàn)。中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所韓克利課題組［50］在2012 年首次報道了基于苯酚氧化為醌的檢測機理，設(shè)計合成了多巴胺－花菁素?zé)晒馓结?，利用H2O2將多巴胺傳感基團(tuán)的苯酚氧化為醌，進(jìn)而與熒光團(tuán)七甲花菁發(fā)生供電子體光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移（PET），實現(xiàn)了對H2O2的熒光猝滅檢測（圖2A）。中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所程建功課題組［25］基于醛基氧化為羧基的反應(yīng)，設(shè)計合成了用于熒光猝滅檢測H2O2和三過氧化三丙酮（TATP）蒸氣的多甲酰苯酚/胺體系，檢測限分別為1×10－4和0.2 nL/L。該反應(yīng)具有高靈敏和快響應(yīng)的優(yōu)點，提供了一種新的檢測PBEs 蒸氣的傳感構(gòu)建思路（圖2B）。英國巴斯大學(xué)Sedgwick 課題組［51］基于硼酸酯氧化為酚的反應(yīng)，在2018 年合成了二苯乙烯硼酸酯熒光探針CTSBA，H2O2氧化水解硼酸酯基團(tuán)為供電子苯酚基團(tuán)，使得拉－拉體系變成推－拉的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移（Intramolecular charge transfer，ICT）體系，實現(xiàn)了H2O2的熒光猝滅檢測。

圖2 熒光探針多巴胺－花菁素檢測H2O2的機理圖（A）［50］，探針TFP－Ⅰ與H2O2的反應(yīng)機理及檢測H2O2蒸氣前后的薄膜熒光照片（B）［25］Fig.2 Mechanism of detecting hydrogen peroxide with fluorescent probe dopamine－cyanine（A）［50］，the reaction mechanism of probe 2，4，6-triformyl phenol（TFP－Ⅰ）with hydrogen peroxide and the fluorescence photographs of the film before and after detection of hydrogen peroxide vapour（B）［25］

綜上，采用苯酚氧化為醌，醛基氧化為羧基和硼酸酯氧化為苯酚的反應(yīng)機理進(jìn)行熒光猝滅檢測H2O2時，主要利用其氧化性質(zhì)，通過PET、ICT等機理實現(xiàn)可視化檢測。然而，如何排除背景熒光信號干擾從而提升熒光可視化檢測的靈敏度仍有待進(jìn)一步探索。

2.2 基于比率熒光的可視化檢測

基于猝滅的可視化檢測方法是通過測量單一熒光強度信號從強變?nèi)醵鴮崿F(xiàn)，而比率熒光是通過測量兩個或多個熒光信號的強度比實現(xiàn)，提供了內(nèi)置的自校準(zhǔn)功能。因此，可以排除探針濃度、探針?biāo)幁h(huán)境及激發(fā)光強度等因素的影響［52］。ICT 和熒光共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）兩種機理常用于設(shè)計比率熒光探針分子［53］。美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分校Chang 課題組［54］基于ICT 機理設(shè)計了熒光探針分子PL1，利用H2O2裂解硼酸酯基修飾的氨基甲酸酯基團(tuán)導(dǎo)致ICT消失，實現(xiàn)藍(lán)色到綠色的比率檢測H2O2。該課題組還設(shè)計了基于兩個熒光團(tuán)（香豆素供體和硼酸酯保護(hù)的熒光素受體）的探針RPF1，利用硼酸酯氧化反應(yīng)調(diào)節(jié)FRET供體和受體之間的光譜重疊程度，從而實現(xiàn)對H2O2從藍(lán)色到綠色的比率熒光檢測（圖3A）［55］。構(gòu)建FRET的前提是供－受體間的發(fā)射－吸收光譜高度重疊，而利用ICT電荷轉(zhuǎn)移過程調(diào)控供－受體光譜重疊程度能控制FRET 開啟/關(guān)閉?；诖?，南開大學(xué)尚魯慶課題組［27］設(shè)計合成了雙機制（ICTFRET）熒光探針CNP，利用H2O2水解硼酸酯基團(tuán)為苯酚基團(tuán)，導(dǎo)致熒光團(tuán)萘二甲酰亞胺產(chǎn)生ICT 過程使得吸收光譜紅移，進(jìn)而與香豆素?zé)晒鈭F(tuán)發(fā)生FRET，實現(xiàn)了對H2O2檢測限低至0.28μmol/L 的比率熒光檢測（圖3B）。

此外，通過構(gòu)建熒光探針功能化量子點體系同樣能實現(xiàn)H2O2的比率熒光檢測。葡萄牙波爾圖大學(xué)Ribeiro課題組［56］設(shè)計了3-巰基丙酸修飾的橙色CdTe量子點與碳量子點的雙發(fā)射量子點檢測體系。以藍(lán)色碳量子點作為內(nèi)標(biāo)，H2O2氧化巰基基團(tuán)，引起量子點表面缺陷增加熒光猝滅，實現(xiàn)了比率檢測?？蒲腥藛T還通過化學(xué)反應(yīng)將特異性檢測待測物的配體連接在量子點上構(gòu)成納米探針，實現(xiàn)對H2O2的比率熒光檢測［28－29，57］。長沙理工大學(xué)楊盛課題組［29］設(shè)計了硼酸酯功能化的部花菁探針分子修飾的雙光子石墨烯量子點檢測體系，能夠?qū)崿F(xiàn)對H2O2從綠色到藍(lán)色的比率熒光檢測，檢測限為0.05μmol/L（圖3C、D）。

圖3 熒光探針RPF1與H2O2的反應(yīng)機理圖（A）［55］，熒光探針CNP檢測不同濃度H2O2的熒光光譜圖（B）［27］，部花菁修飾雙光子石墨烯量子點體系檢測H2O2的示意圖（C）及在不同濃度下的熒光光譜圖（D）［29］Fig.3 Mechanism of detecting hydrogen peroxide with fluorescent probe RPF1（A）［55］，the fluorescence spectra during the incubation of CNP with different concentrations of hydrogen peroxide（B）［27］，schematic illustration of the detection of hydrogen peroxide by two-photon graphene quantum dots masked with merocyanine probe（C）and fluorescence spectra at different concentrations（D）［29］

綜上，從機理設(shè)計和體系構(gòu)建兩個角度出發(fā)，通過比率熒光探針和功能化量子點體系設(shè)計，利用ICT/FRET 傳感機制和量子點的優(yōu)異光學(xué)性質(zhì)，建立了比率熒光高效檢測H2O2的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)高靈敏、高選擇性的可視化檢測。

2.3 基于熒光點亮的可視化檢測

與猝滅型和比率型的熒光檢測方法相比，基于點亮型的熒光檢測方法因無背景信號干擾，能夠?qū)崿F(xiàn)更高靈敏度的可視化檢測，而受到了廣泛關(guān)注。

目前，熒光點亮檢測H2O2主要基于硼酸酯氧化反應(yīng)、Baeyer－Villiger 氧化重排反應(yīng)和其它類型反應(yīng)。特異性高的硼酸酯氧化反應(yīng)機理可視化檢測方法是近年最常用的熒光檢測H2O2的反應(yīng)［58］。這類熒光探針的設(shè)計策略是將識別基團(tuán)硼酸酯/硼酸通過連接體與熒光團(tuán)相連，利用硼酸酯或硼酸基團(tuán)猝滅熒光團(tuán)，H2O2能夠水解識別基團(tuán)為羥基，從而實現(xiàn)熒光點亮檢測［31，59－61］。中南大學(xué)宋相志課題組［31］利用硼酸酯作為識別基團(tuán)，1，3-雙（雙吡啶-2-亞胺基）異吲哚啉-4-醇為熒光團(tuán)，通過醚鍵連接設(shè)計合成熒光探針，H2O2能夠斷裂識別基團(tuán)，使得激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移過程恢復(fù)，達(dá)到了熒光點亮檢測限低至9.1 nmol/L（圖4A）。

與硼酸酯氧化反應(yīng)相比，基于Baeyer－Villiger 氧化重排反應(yīng)機理的可視化檢測方法具有反應(yīng)速度快、靈敏度高、無熒光背景干擾和特異性強的優(yōu)點［58，62－63］。這類熒光探針的設(shè)計策略基于識別基團(tuán)對硝基苯二羰基通過不同鍵與熒光團(tuán)相連，而H2O2的存在使得苯偶酰重排釋放熒光團(tuán)，從而實現(xiàn)點亮檢測。云南大學(xué)的周瑩課題組［64］利用α-酮酰胺作為識別基團(tuán)，吡喃腈熒光單元的衍生物作為熒光團(tuán)，設(shè)計合成了熒光探針DCHP，達(dá)到了5.3μmol/L的熒光點亮檢測限（圖4B）。

圖4 硼酸酯熒光探針分子檢測H2O2的機理圖（A）［31］，基于Baeyer－Villiger氧化重排反應(yīng)的探針分子DCHP檢測不同濃度H2O2的熒光光譜圖（B）［64］，熒光探針NFDS與H2O2的反應(yīng)機理及對應(yīng)熒光照片（C）［32］，熒光探針GC－2檢測H2O2的機理圖（D）［30］Fig.4 Sensing mechanism of hydrogen peroxide detection by borate ester fluorescent probe（A）［31］，the fluorescence spectra of probe DCHP in the presence of different concentrations of hydrogen peroxide based on the Baeyer－Villiger oxidative rearrangement reaction（B）［64］，the reaction mechanism of probe NFDS with hydrogen peroxide and the corresponding fluorescent photograph（C）［32］，the reaction mechanism of fluorescent probe GC－2 with hydrogen peroxide（D）［30］

此外，還有一些基于其它反應(yīng)機理的可視化檢測方法，如芳基磺酰酯裂解機理和碳碳雙鍵斷裂機理。芳基磺酰酯裂解機理檢測H2O2的熒光探針在水解條件下穩(wěn)定且靈敏度高［32，65］，基于此，山東師范大學(xué)唐波課題組［32］設(shè)計了封閉的無熒光內(nèi)酯狀態(tài)的熒光素二磺酸鹽探針NFDS－1，H2O2能使其水解脫保護(hù)，形成開環(huán)的熒光產(chǎn)物，實現(xiàn)熒光點亮檢測限低至81.5 pmol/L（圖4C）。此外，科研人員還嘗試?yán)锰继茧p鍵斷裂機理實現(xiàn)熒光點亮可視化檢測H2O2。該機理由中國藥科大學(xué)王鵬課題組［30］于2018年首次報道，利用1，8-萘二甲酰亞胺作為熒光團(tuán)，烯胺作為反應(yīng)基團(tuán)設(shè)計了熒光探針GC－2，H2O2能夠使烯胺轉(zhuǎn)化為酰胺，從而使得ICT恢復(fù)，進(jìn)而實現(xiàn)熒光點亮的可視化檢測（圖4D）。

綜上，熒光點亮的可視化檢測方法是依據(jù)硼酸酯氧化反應(yīng)、Baeyer－Villiger 氧化重排反應(yīng)、芳基磺酰酯裂解反應(yīng)等機理，設(shè)計具有特異性識別基團(tuán)的探針分子，具有靈敏度高、選擇性強的優(yōu)點，是熒光檢測領(lǐng)域的重點發(fā)展方向。

3 結(jié)論與展望

針對爆炸物原料H2O2，科研人員在開發(fā)比色和熒光的可視化檢測方法方面做出了大量突出成果，這些方法的優(yōu)勢及未來的發(fā)展方向可概括為：①相比于褪色的比色檢測方法，無背景顏色干擾的顯色可視化檢測方法能夠?qū)崿F(xiàn)更高靈敏的檢測，而特異性探針分子設(shè)計是實現(xiàn)可視化檢測方法的關(guān)鍵。因此，開發(fā)基于化學(xué)顯色的探針分子是比色可視化檢測的發(fā)展趨勢；②熒光檢測方法可實現(xiàn)高靈敏可視化檢測，尤其是熒光點亮檢測方法檢測性能更為突出，是未來熒光可視化檢測方法的重要發(fā)展方向；③化學(xué)顯色和熒光點亮檢測能夠?qū)崿F(xiàn)高靈敏度的檢測，然而，如何進(jìn)一步提升其抗干擾性能是急迫解決的難點問題。未來可采用雙模檢測方法，利用熒光法排除環(huán)境中有色物質(zhì)的干擾，利用比色法排除環(huán)境中熒光物質(zhì)的干擾，有望提升檢測體系的抗干擾性能。因此，結(jié)合比色檢測和熒光檢測在特異性和靈敏度方面的優(yōu)勢，開發(fā)基于化學(xué)顯色和熒光點亮的雙模探針分子體系，對可視化檢測的發(fā)展具有重要意義。