基于室温离子液体的分子变色龙探针用于沙林模拟物的高选择性灵敏检测

为应对反国家主义者使用的致命神经毒气威胁，研究人员开发了一种基于阴离子型离子液体(ILs)的显色探针CsIL，通过离子交换反应和缩合反应合成。该探针能在液相和气相中即时检测沙林模拟物DCP，灵敏度达11.3 nM，结合亲和力常数14,847.9 M?1 ，并可通过颜色变化（黄→粉）实现可视化检测。其纸基检测套件和智能手机分析平台为实战场景提供了便携解决方案，突破了传统检测技术的局限性。

　　

神经毒剂沙林作为化学战剂(CWA)的致命性早已在战争和恐怖袭击中被证实，其通过抑制乙酰胆碱酯酶(AChE)导致呼吸麻痹的机制对人类安全构成严峻挑战。尽管国际社会明令禁止，但沙林模拟物如二乙基氯磷酸酯(DCP)的隐蔽性使用仍难以防范。现有检测技术如色谱法和质谱存在设备笨重、响应慢等缺陷，而传统比色探针易受湿度干扰且难以复用。这些痛点催生了对新型检测材料的迫切需求。

印度政府资助的研究团队创新性地将离子液体(ILs)的独特性质与分子传感结合，设计出基于三己基十四烷基磷氯化物(TTP⁺
Cl^?
)的探针CsIL。通过4-氨基-1-萘磺酸钠与N,N-二甲基肉桂醛的缩合反应构建显色单元，其亚胺键氮原子可对DCP的磷酰基发起亲核攻击。静电驱动的磷阳离子骨架赋予探针超疏水性，有效解决了纤维素试纸条的渗漏问题。

关键技术包括：紫外-可见分光光度法测定384 nm特征峰位移；Job's plot法验证1:1结合计量比；智能手机RGB分析建立浓度-颜色相关性；实际土壤样本验证环境适用性。

【研究结果】

1. 紫外-可见光谱分析：DCP加入导致384 nm峰减弱并红移，新峰在530 nm处出现，摩尔消光系数达1.89×10⁴
   M^?1
   cm^?1
   。
2. 选择性与抗干扰性：在15种竞争物（包括神经毒剂降解产物）中仅对DCP产生显著响应，TEA可逆恢复黄色。
3. 纸基检测套件：浸渍CsIL的试纸对10^?6
   M DCP蒸气实现3秒显色，循环使用5次未衰减。
4. 智能手机定量：开发Android应用程序将颜色变化转化为浓度读数，检测限达37.6 nM。

【结论与意义】
该研究开创性地将离子液体的可调性与分子识别相结合，CsIL探针的三大突破值得关注：其一，14,847.9 M^?1
的结合常数远超多数文献报道值（对比Table S1）；其二，首创的"离子液体-试纸条"体系克服了传统传感器在湿度环境下的失效难题；其三，智能手机平台实现了战场等极端环境下的实时监测。研究者特别指出，磷阳离子骨架对纤维素的高亲和力是防止探针渗漏的关键，这一发现为后续CWAs检测材料设计提供了新范式。尽管当前工作聚焦DCP，但其设计原理可拓展至其他有机磷酸酯类毒剂检测，为反恐和公共安全领域提供了极具转化潜力的技术方案。