Xinyu Gou, Zhaolong Wang, Ke Liu, Qiyuan Shi, Xue Gu, Taihong Liu*, Yu Fang*. Sens. Actuator B-Chem., 2024, 399, 134857.

二氧化氯（ClO₂）作为一种绿色消毒剂，由于其优异的性能、副产物为无害的氯离子而不是典型消毒剂（NaClO）形成的致癌三氯甲烷而被广泛使用。通常，用于水处理的ClO₂浓度水平在0.1-5 mg/L之间，因此，开发一种简单、灵敏、高选择性的液相ClO₂检测方法非常重要。在过去的几十年里，气-质联用法、紫外-可见分光光度法、电化学法、半导体传感器和共振散射技术已经被开发出来。这些方法能够满足对ClO₂检测浓度、精度等方面的需求，但是操作复杂、耗时长、功耗高，而荧光技术具有灵敏度高、响应快、可设计性强等优点，因此我们期望开发一种新的荧光分子，实现对ClO₂原位、在线、比率型检测。

图1. HDPP-PTZ在THF/水体系中随着不同浓度ClO₂加入的照片变化及机理。

图2. （a）根据校准方程进行RGB分析以评估ClO₂含量的示意图。（b）实际应用时样品评估过程的示意图。（c）模拟场景中ClO₂的检测图片。（d）荧光探针对于不同样品在434 nm和580 nm处的传感性能，插图为荧光探针HDPP-PTZ与实际样品反应后的图片。（e,f）HDPP-PTZ试纸条在日光(上)和紫外灯(下)下检测水相和气相ClO₂的照片。

吩噻嗪（PTZ）具有很强的给电子能力，常被用作D-A体系中的荧光活性发色团，PTZ的硫原子（+2）可以被氧化成亚砜（+4）或砜（+6），伴随着d-pπ键引入，减少了电子在整个共轭骨架的离域，使PTZ从强给体变为弱受体从而带来光电性质的剧烈改变。基于此，本文设计了具有分子内电荷转移（ICT）性质的PTZ三分体（HDPP-PTZ），该化合物在溶液中的双发射性质归结于LE和ICT发射。将PTZ单元中的硫原子氧化为亚砜后，HDPP-PTZ荧光团极性敏感的ICT发射完全消失。受此现象启发，建立了一种快速、灵敏的ClO₂比率型荧光检测方法。在THF/水体系中ClO₂的检出限（DL）为0.052 mg/L，满足WHO规定的检出限标准（1.0 mg/L）, 反应时间小于20 s且没有明显的干扰。利用显著的荧光变化，进一步将真实样品可视化并通过RGB分析进行评估且制备了试纸条进一步用于原位和实时检测气相和液相ClO₂。本工作为研究PTZ衍生物氧化态性质提供了重要的认识，并为指导开发用于特定分析物的荧光探针提供了思路。

第一作者：陕西师范大学博士研究生苟欣瑜

通讯作者：陕西师范大学房喻院士、刘太宏副教授

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.snb.2023.134857