9,10-二氢吖啶衍生物在冰毒或冰毒模拟物N-甲基苯丙胺气相检测中的应用

本发明涉及荧光传感，特别涉及9,10-二氢吖啶衍生物在冰毒或冰毒模拟物n-甲基苯丙胺气相检测中的应用。

背景技术：

1、合成类毒品的滥用给人类健康和社会安全带来了极其恶劣的危害，其中最具代表性的合成毒品之一是冰毒，即甲基苯丙胺(ma)。

2、由于毒品的严格管控，研究人员一般无法使用实际的冰毒样品进行传感性能测试。人们通常使用化学结构与ma类似，但无成瘾性的化合物作为ma模拟物来测试材料的性能，最常见的模拟物就是n-甲基苯乙胺(mpea)。这种基于mpea的传感材料同样可以拓展至冰毒检测领域。目前，对于ma以及其模拟物mpea的检测方法主要包括气相色谱-质谱法、高效液相色谱法、离子迁移谱、电化学检测法。但这些方法存在高成本、操作复杂、检测耗时长、仪器大型化等缺点，无法满足实时现场检测的需求。荧光传感法因其低成本、高灵敏度、高选择性且具有仪器设备小型化的特点，成为最有希望实现现场快速检测的方法之一。

3、迄今为止，研究人员已报道了一些用于ma和mpea检测的荧光探针，大多数报道的探针呈现荧光开关的响应(sens.actuators b chem.2023,387；adv.mater.technol.2022,2200243)，相对于荧光变色和比色效应来说，单一的荧光增强和荧光淬灭响应的选择性更差，容易受到外界环境的影响，造成“假阳性”信号，影响测试结果的精确性。另外，大多数已开发出的荧光探针缺少重复利用性(anal.chem.2022,94,5190)，对荧光传感器的实际应用造成了很大障碍。为了解决上述技术存在的缺陷，迫切需要开发一种准确、可视化识别、可重复检测的mpea气体的荧光探针。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供9,10-二氢吖啶衍生物在冰毒或冰毒模拟物n-甲基苯丙胺气相检测中的应用。本发明提供的9,10-二氢吖啶衍生物具有给体-受体(d-a)型结构和较高的发光效率，可以准确、可视化识别mpea，且在智能手机的辅助下可以实现mpea的现场可视化定量检测。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了9,10-二氢吖啶衍生物在冰毒或冰毒模拟物n-甲基苯丙胺气相荧光检测中的应用；所述9,10-二氢吖啶衍生物具有式i所示结构：

4、

5、式i中，a为c或n；

6、r1为中的一种；

7、r2为-ch3或

8、r3为和-(ch2)n-ch3中的一种，其中n为整数且0≤n≤8。

9、优选的，所述9,10-二氢吖啶衍生物具有式t1～t2任一结构：

10、

11、优选的，所述9,10-二氢吖啶衍生物的制备方法包括以下步骤：

12、(1)当r3为-h时，将具有式ii所示结构的化合物、具有式iii所示结构的化合物、有机钯类催化剂、第一溶剂和第一碱性试剂混合，在保护气氛中进行suzuki反应，得到r3为-h时具有式i所示结构的化合物；

13、

14、式ii中，x为-b(oh)2或

15、y-r1式iii；

16、式iii中y为cl、br和i中的一种；

17、(2)当r3为或-(ch2)n-ch3时，将步骤(1)所述r3为-h的具有式i所示结构的化合物，具有式iv所示结构的化合物、第二碱性试剂、第二溶剂混合，在惰性氛围中进行c-n偶联反应，得到r3为或-(ch2)n-ch3的具有式i所示结构的化合物；

18、或z-(ch2)n-ch3式iv；

19、式iv中z为cl、br和i中的一种，n为整数且0≤n≤8。

20、本发明提供了一种薄膜荧光传感器，包括基底以及设置在所述基底表面的荧光薄膜，所述荧光薄膜的制备原料包括母体材料、客体材料和有机溶剂，所述客体材料为具有式i所示结构的9,10-二氢吖啶衍生物。

21、本发明提供了一种检测n-甲基苯丙胺气体的方法，其特征在于，包括以下步骤：

22、将上述的薄膜荧光传感器置于待测气体中，得到所述薄膜在420nm和520nm处荧光强度比值i520/i420，将所得到的荧光强度比值i520/i420代入标准曲线，计算得到待测气体中n-甲基苯丙胺的浓度；所述标准曲线为i520/i420-n-甲基苯丙胺浓度标准曲线。

23、本发明提供了一种气相n-甲基苯丙胺的可视化检测方法，包括以下步骤：

24、将上述薄膜荧光传感器置于待测气体中，观察所述薄膜荧光传感器的颜色变化，若薄膜荧光传感器的颜色由蓝色变为青色，则待测气体中含有n-甲基苯丙胺。

25、本发明提供了一种气相n-甲基苯丙胺的可视化定量荧光检测方法，包括以下步骤：

26、将上述薄膜荧光传感器置于待测气体中，使用智能手机获取荧光薄膜的荧光图像，并通过图像处理软件输出荧光图像的色差值δe；

27、根据得到的δe值和标准曲线计算得到待测气体中n-甲基苯丙胺的含量；所述标准曲线为δe值-mpea浓度标准曲线。

28、本发明提供了一种检测n-甲基苯丙胺的标准荧光卡片，由上述的薄膜荧光传感器制备得到。

29、本发明提供了9,10-二氢吖啶衍生物在冰毒或冰毒模拟物n-甲基苯丙胺气相检测中的应用。所述n-甲基苯丙胺(mpea)为冰毒模拟物，由于毒品的管制限制，所述mpea与冰毒结构类似但无成瘾，通常被研究人员用作冰毒模拟物进行传感性能评估。这种基于mpea的传感材料可拓展至冰毒检测领域。在本发明中，所述9,10-二氢吖啶衍生物具有式i所示结构。该类分子属于给体-受体型有机荧光分子，电子给体与受体之间的扭转角相对较小。这些特性既增加了共轭程度，有利于共轭体系的构建，确保高的发光效率，能够用于mpea的气相荧光检测。

30、此外，本发明提供了一种薄膜荧光传感器，可以实现mpea的气相荧光检测。具体的，将本发明所述9,10-二氢吖啶衍生物制备得到的薄膜荧光传感器置于mpea气体中，9,10-二氢吖啶衍生物与mpea作用，荧光薄膜表现出420nm和520nm处荧光双峰增强的荧光响应，在紫外灯激发下肉眼可以观察到荧光薄膜的发射光色由蓝色变为青色，实现mpea气体的高效、可视化检测。另外，本发明提供的9,10-二氢吖啶衍生物具有出色的可重复使用能力，在15次循环之后仍具有较高的荧光响应信号，并且可以在多种有机溶剂气体存在的条件下区分出mpea气体，表现出出色的抗干扰能力。

31、此外，本发明提供的薄膜荧光传感器能够实现mpea的裸眼可视化检测和可视化定量荧光检测。具体的，所述薄膜荧光传感器对mpea表现出420nm和520nm处荧光双峰增强的现象，伴随肉眼可见的荧光颜色从蓝色变为青色，因此能够实现mpea气体的裸眼可视化检测。将所述薄膜传感器暴露在不同浓度的mpea气体中，获取其荧光图像，通过将所述材料或薄膜传感器的荧光图像与智能手机结合进行cie色彩空间(cielab color space)分析，可以实时输出荧光图像的δe值，进而实现mpea的现场可视化定量检测。

32、与已报道的荧光探针相比，本发明所述的9,10-二氢吖啶衍生物及其薄膜基荧光传感器通过精细的分子设计，能实现荧光变色的可视化检测，准确排除其他因素的干扰，对mpea的荧光检测具有高效、准确、可重复利用等特点。