根据中国禁毒办发布的毒情形势报告,去年全国共破获毒品犯罪案件4.2万起,缴获毒品25.9吨,较2022年分别增长12.6%和18%。与此同时,不法分子对现代技术手段的应用愈发娴熟,走私渠道日益多样,毒品伪装能力越来越强,这些因素显著增加了发现和打击毒品犯罪的难度。尤其是在流通环节中,毒品检测的时间窗口极短,检测手段的精准度和便携性成为亟待解决的关键问题。
针对上述问题,吉林大学的张明团队设计开发了一种非接触式荧光探针该探针通过比率型和多模式荧光响应实现了冰毒及其模拟物MPEA蒸气的快速视觉检测和准确识别。该研究在设计上受前期工作启发:二苯基吖啶为识别位点的荧光探针可以与胺形成不同强度的氢键,引起一级胺、二级胺与三级胺的差异化的响应(Adv. Funct. Mater.2023, 33, 2212980),因此有望将检测范围缩小至MPEA所属的二级胺。通过调控受体基团,该工作得到一组在聚集态下具有激基缔合物(excimer)特征发光的荧光探针。研究结果表明,这一独特的激发态特性赋予了探针多模式响应的能力,实现了基于单探针的简单、高效的传感器阵列。其中MPEA表现出不同于其他化合物的独特的双峰增强响应和青色的荧光发射。此外,该工作首次将氢键诱导的ICT调控机理引入MPEA的检测,实现了高对比度的颜色变化和裸眼可视的检测。
为了方便禁毒部门在现场快速确认毒品并及时取证,该研究中开发了一系列便携式检测方法。其中,基于智能手机的定量检测平台大大提升了现场检测的准确度。用户只需用手机拍摄薄膜传感器的颜色变化,平台可自动分析并展示毒品浓度。该方法有效突破了传统定量检测对荧光光谱仪的依赖,成功开发具有现场高精度、便携性和现场适用的MPEA检测平台。相关研究成果发表在Nat. Commun.杂志(Nat. Commun.2024, 15, 10641)。
比率型荧光探针对冰毒的精准识别和可视化检测过程的示意图。