本發明涉及熒光傳感材料和毒品檢測，具體涉及一種檢測甲基苯丙胺類毒品的復合熒光傳感材料及其制備方法和應用。

背景技術：

1、甲基苯丙胺類（mas）化合物屬于苯丙胺類興奮劑，是一種高度成癮的非法藥物，俗稱冰毒。毒品濫用不但危害人們的身心健康，也給公共安全和社會穩定造成了極大的威脅。不法分子攜帶和運輸mas的手段通常極其隱蔽，因此，對于mas蒸汽分子的探測需求日益提升。

2、目前已開發的mas檢測技術包括質譜法、電化學法、表面增強拉曼散射光譜法、離子遷移譜法、比色分析法等。這些方法存在儀器龐大、成本昂貴以及需要復雜的樣品前處理過程的問題，這些問題促使了新的探測mas蒸汽分子的技術研發。熒光技術是國際公認的高靈敏探測mas的新技術之一，熒光薄膜傳感器由于操作簡單、靈敏度高，廣泛應用于mas蒸汽分子的檢測應用場景。

3、《efficient?fluorescent?vapour?sensing?induced?by?zno?buffer》（doi:10.1016/j.dyepig.2023.111420）中公開了一種受體調節策略，通過不同數量的氟原子取代來有效捕獲mas蒸汽分子，并通過鈴木反應合成了4,7-二溴-5-氟-2,1,3-苯并噻唑的共軛聚合物，最后采用旋涂的方法制備熒光傳感薄膜實現了對mas蒸汽分子的檢測。《trifluoromethyl-substituted?perylene?diimides?for?rapid?and?sensitive?film-based?fluorescence?detection?of?methamphetamine?and?cocaine?hydrochloride》（doi:?10.1002/adfm.202311328）中合成了氟甲基取代的苝酰二亞胺衍生物。該熒光化合物的電離勢足夠高，可以發生光致空穴轉移，同樣通過旋涂的方式制成熒光傳感薄膜實現了mas蒸汽分子的靈敏傳感。

4、目前對于mas的熒光傳感主要集中在新的共軛聚合物的開發以及熒光化合物的改性，另一些研究聚焦于具有熒光性能的微納材料的開發，如碳量子點及其復合熒光材料等。這些方法以及上述現有技術中對于mas的熒光傳感仍存在一些問題，如選擇性和靈敏度不夠理想。此外，目前尚未有研究將微納材料和熒光分子結合用于mas的傳感。

技術實現思路

1、基于上述技術問題，本發明提供一種檢測甲基苯丙胺類毒品的復合熒光傳感材料。該復合熒光傳感材料由前體分子r1-fr2-r3與金屬鹽化合物反應得到。前體分子r1-fr2-r3由能夠與金屬離子配位交聯的有機配體、含有兩個醛基的氟化苯環和能夠選擇性吸附mas并產生熒光淬滅的識別分子合成得到。

2、具體地，本發明采用如下技術方案來實現上述目的：

3、一種檢測甲基苯丙胺類毒品的復合熒光傳感材料，所述復合熒光傳感材料由前體分子r1-fr2-r3與金屬鹽化合物反應得到；所述前體分子r1-fr2-r3由含甲基的有機配體化合物r1、含有兩個醛基的氟化苯環化合物fr2和化合物r3合成；所述化合物r3的結構式如下：

4、；

5、其中，r為(cnh2n+1)m，n為1~6的整數，m為2或3。

6、合成前體分子的含甲基的有機配體化合物r1能夠與特定的金屬離子配位交聯形成金屬有機框架，含有兩個醛基的氟化苯環化合物fr2能夠增強mas分子的吸附選擇性，化合物r3能夠選擇性吸附mas并產生熒光淬滅。化合物fr2中的兩個醛基能夠分別與化合物r1中的甲基以及化合物r3中的烷基發生縮合反應。

7、在優選的方案中，所述含甲基的有機配體化合物r1為2-甲基咪唑、2-甲基-1,4-苯二甲酸、2-甲基苯-1,3,5-三羧酸中至少一種。

8、在優選的方案中，所述含有兩個醛基的氟化苯環化合物fr2的結構式為式（1）~（17）所示的結構式中任意一種：

9、

10、

11、

12、

13、。

14、在優選的方案中，所述金屬鹽化合物為含有zn2+、fe3+、cr3+、cr6+、co2+、zr4+、cu+、cu2+中至少一種離子的金屬鹽化合物。

15、本發明還提供所述復合熒光傳感材料的制備方法，包括以下步驟：

16、s1、合成前體分子r1-fr2-r3

17、將含甲基的有機配體化合物r1與含有兩個醛基的氟化苯環化合物fr2分別溶解在第一有機溶劑中，加入第一堿性催化劑，加熱至回流，保持回流至反應結束；反應結束后旋蒸，得到的產物用二氯甲烷和甲醇的混合溶劑經二氧化硅柱進行層析，得到化合物a；

18、將化合物a與化合物r3分別溶解在第二有機溶劑中，加入第二堿性催化劑，加熱至回流，保持回流至反應結束；反應結束后旋蒸，得到的產物用二氯甲烷和甲醇的混合溶劑經二氧化硅柱進行層析，得到前體分子r1-fr2-r3；

19、s2、合成復合熒光傳感材料

20、將前體分子r1-fr2-r3和金屬鹽化合物分別溶解在第三溶劑中，室溫下反應完全；反應結束后經過離心、洗滌、干燥，得到復合熒光傳感材料。

21、在優選的方案中，步驟s1中含甲基的有機配體化合物r1、含有兩個醛基的氟化苯環化合物fr2、化合物r3的摩爾比為1:1.3:1。

22、在優選的方案中，所述第一堿性催化劑為甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、丙胺、異丙胺、1,3-丙二胺、1,2-丙二胺、三丙胺、丁胺、異丁胺、叔丁胺、吡啶、哌啶中至少一種。

23、在優選的方案中，所述第二堿性催化劑為甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、丙胺、異丙胺、1,3-丙二胺、1,2-丙二胺、三丙胺、丁胺、異丁胺、叔丁胺、吡啶、哌啶中至少一種。

24、在優選的方案中，步驟s2中前體分子r1-fr2-r3與金屬鹽化合物的摩爾比為(1~16):1。

25、本發明還提供一種熒光傳感薄膜，所述熒光傳感薄膜由所述復合熒光傳感材料涂覆于基片上得到。

26、與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下有益效果：

27、（1）本發明中提供的復合熒光傳感材料制備的熒光傳感薄膜用于檢測甲基苯丙胺類化合物時，可以實現對甲基苯丙胺類化合物的蒸汽分子的快速檢測，并且不受其他有機胺類化合物的干擾。即采用熒光傳感的方法檢測對甲基苯丙胺類化合物使，本發明提供的熒光傳感薄膜對甲基苯丙胺類化合物具有優異的選擇性。

28、（2）采用本發明中的方法制備復合熒光傳感材料，能夠對復合熒光傳感材料的形貌和尺寸進行調控。復合熒光傳感材料更大的比表面積能夠更有效地實現mas分子的富集。

29、（3）與直接將熒光化合物負載到mofs上相比，本發明中提供的復合熒光傳感材料對熒光化合物的負載率更高，對mas的檢測更靈敏。

技術特征：

1.一種檢測甲基苯丙胺類毒品的復合熒光傳感材料，其特征在于，所述復合熒光傳感材料由前體分子r1-fr2-r3與金屬鹽化合物反應得到；所述前體分子r1-fr2-r3由含甲基的有機配體化合物r1、含有兩個醛基的氟化苯環化合物fr2和化合物r3合成；所述化合物r3的結構式如下：

2.根據權利要求1所述的復合熒光傳感材料，其特征在于，所述含甲基的有機配體化合物r1為2-甲基咪唑、2-甲基-1,4-苯二甲酸、2-甲基苯-1,3,5-三羧酸中至少一種。

3.根據權利要求1所述的復合熒光傳感材料，其特征在于，所述含有兩個醛基的氟化苯環化合物fr2的結構式為式（1）~（17）所示的結構式中任意一種：

4.根據權利要求1所述的復合熒光傳感材料，其特征在于，所述金屬鹽化合物為含有zn2+、fe3+、cr3+、cr6+、co2+、zr4+、cu+、cu2+中至少一種離子的金屬鹽化合物。

5.權利要求1~4任一項所述的復合熒光傳感材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

6.根據權利要求5所述的復合熒光傳感材料的制備方法，其特征在于，含甲基的有機配體化合物r1、含有兩個醛基的氟化苯環化合物fr2、化合物r3的摩爾比為1:1.3:1；或/和前體分子r1-fr2-r3與金屬鹽化合物的摩爾比為(1~16):1。

7.根據權利要求5所述的復合熒光傳感材料的制備方法，其特征在于，所述第一堿性催化劑為甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、丙胺、異丙胺、1,3-丙二胺、1,2-丙二胺、三丙胺、丁胺、異丁胺、叔丁胺、吡啶、哌啶中至少一種；或/和所述第二堿性催化劑為甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、丙胺、異丙胺、1,3-丙二胺、1,2-丙二胺、三丙胺、丁胺、異丁胺、叔丁胺、吡啶、哌啶中至少一種。

8.一種熒光傳感薄膜，其特征在于，所述熒光傳感薄膜由權利要求1~4任一項所述的復合熒光傳感材料涂覆于基片上得到。

9.權利要求1~4任一項所述的復合熒光傳感材料在檢測甲基苯丙胺類毒品中的應用。

10.權利要求8所述的熒光傳感薄膜在檢測甲基苯丙胺類毒品中的應用。

技術總結
本發明提供一種檢測甲基苯丙胺類毒品的復合熒光傳感材料，屬于熒光傳感材料和毒品檢測技術領域。該復合熒光傳感材料由前體分子R<subgt;1</subgt;?FR<subgt;2</subgt;?R<subgt;3</subgt;與金屬鹽化合物反應得到。前體分子R<subgt;1</subgt;?FR<subgt;2</subgt;?R<subgt;3</subgt;由能夠與金屬離子配位交聯的有機配體、含有兩個醛基的氟化苯環和能夠選擇性吸附MAs并產生熒光淬滅的識別分子合成得到。采用該復合熒光傳感材料制備的熒光傳感薄膜用于檢測甲基苯丙胺類化合物時，具有優異的選擇性和靈敏性。本申請中制備復合熒光傳感材料的方法能夠調控材料的形貌和尺寸，從而選擇制備出更有利于富集MAs分子的材料結構。

技術研發人員：王亞一,李金寶,林丹丹,陶濤
受保護的技術使用者：武漢行云投資有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28