Ученые синтезировали простые, недорогие и экологичные флуоресцентные соединения на основе полиэтиленгликоля, модифицированного фрагментами ацетилена. Они сильно светятся, но при контакте с флуорофорами взрывчатые вещества и ртуть гасят излучаемую энергию. Таким образом новые соединения позволяют с высокой эффективностью выявлять опасные вещества. Исследование опубликовано в журнале Molecules.
Взрывчатые вещества представляют собой химические соединения или их смеси, которые способны при определенных условиях взрываться с выделением большого количества тепла. Потребление взрывчатых веществ составляет сотни тысяч тонн в год. Их применяют в военном деле, промышленности и в научно-исследовательской сфере. Кроме того, взрывчатка часто используется для противоправных действий. Чтобы защитить людей, специалисты постоянно совершенствуют способы обнаружения взрывчатых веществ. Один из самых эффективных подходов — использование химических сенсоров. Хемосенсоры избирательно реагируют с химическими соединениями. Такие реакции сопровождаются качественными изменениями, по которым можно выявлять соединения. Это мобильный, простой, экономичный метод. Структуру хемосенсора можно настраивать, чтобы увеличить избирательность и отклик на определяемые вещества.
Российские ученые синтезировали два новых флуоресцентных соединения (флуорофоров) на основе полиэтиленгликоля. Его дополнительно модифицировали фрагментами ацетилена. Это позволило проводить синтез посредством клик-реакции. «В качестве самого простого катализатора клик-реакции мы использовали медный купорос (сульфат меди) в присутствии аскорбиновой кислоты, так как известно, что добавление одновалентной меди приводит к тому, что реакция ускоряется и протекает легко, при комнатной температуре, атомная эффективность достигает 100 %, и в результате образуется только один продукт», — утверждают авторы.
Авторы обнаружили, что полученные флуорофоры активно излучают поглощенную световую энергию, которую гасят взрывчатые вещества. Причем как отклик, так и свечение усиливаются благодаря интересной структуре хемосенсора. Она похожа на два груза, соединенных веревкой. В качестве связующего звена между молекулами выступает полиэтиленгликоль. При определенных условиях такая структура может сложиться пополам. Ее концы сближаются, между ними проникает молекула определяемого вещества и гасит сразу оба фрагмента. Таким образом, эффективность тушения флуоресценции удваивается. По словам авторов, их соединения хорошо распознают даже взрывчатые вещества, которые плохо испаряются и, соответственно, трудно улавливаются. Более того, эксперименты показали, что при помощи таких хемосенсоров можно выявлять еще и ртуть, потому что они хорошо реагируют друг с другом.
Таким образом, новые соединения можно эффективно использовать для определения паров взрывчатых веществ в воздухе и ртути в воде. Они простые, недорогие и экологичные.
Автор: Дарья Моисеенкова.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
