[发明专利]一种基于荧光传感器阵列的全氟化合物高通量筛查方法

说明书

本发明公开了一种基于荧光传感器阵列的全氟化合物高通量筛查方法，包括以下步骤：S1发光金属有机骨架LMOFs的合成：S1‑1PCN‑222的合成；S1‑2PCN‑223的合成；S1‑3PCN‑224的合成；S1‑4：混合；S2LMOFs传感器阵列构建：S2‑1区分不同全氟烷基物质PFAS；S2‑2区分单个PFAS的指定浓度；S2‑3区分PFASs混合物；S3数据分析。本发明方法将发光金属有机骨架LMOFs和传感器阵列结合起来，提出了一种新型的LMOFs传感器阵列，用于筛查六种全氟烷基物质PFAS，三种锆卟啉类LMOFs：PCN‑222、PCN‑223和PCN‑224在与不同的PFAS相互作用时表现出不同的荧光反应，由这三种LMOFs构建的传感器阵列结合统计学方法成功地进行了PFAS的筛查，并且验证了筛查不同比例混合的两种PFASs混合物的可行性。

技术领域

本发明涉及全氟化合物筛查技术领域，具体是涉及一种基于荧光传感器阵列的全氟化合物高通量筛查方法。

背景技术

全氟烷基物质(PFASs)因其具有优良的稳定性、高表面活性和独特的疏水疏油性，现已被广泛应用于工业生产和商品生产中，我们生活中常用的表面活性剂、制冷剂、涂料、灭火泡沫和化妆品等均不同程度地含有PFASs。由于生产和使用规模日益扩大，导致PFASs不可避免的被大量释放到自然界中，现已成为全球性环境污染物，在各种环境介质、野生动物和人类体内均能检测到PFASs的存在。

全氟辛烷磺酸(PFOS)及其盐类是一种典型PFASs，于2009年被列入《斯德哥尔摩公约》新持久性有机污染物(POPs)清单中。由于PFASs的低挥发性和高水溶性，水生环境是PFASs的一个重要汇集场所。因此，构建一种有效的水中PFASs检测方法具有重要意义。传统的PFASs检测方法主要依靠高灵敏度的液相色谱-质谱法(LC-MS)进行检测。然而，该方法的样品制备过程相对复杂，测量仪器十分昂贵，操作繁琐耗时长，这大大限制了这种方法的广泛使用。

荧光检测法因操作简单快速从而引起人们越来越多的关注，并已被用于许多领域的目标分析物的检测。最近，一些荧光传感器已经被开发出来，并被用于检测全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)。但是，由于结构和反应性之间的相似性，很少有研究对PFASs进行区分。因此，考虑到实际需要，开发一种简单有效的荧光检测方法非常重要，它不仅可以用于定量测定，还可以用于区分PFASs。

传感器阵列的出现确保了对具有类似结构或物理或化学特性的物质进行同时感应和识别的可能性。根据传感器元件和分析物之间的不同相互作用，传感器阵列对每个目标分析物产生独特的反应模式。然后，在统计分析工具的帮助下，通过生成的交叉反应阵列数据对各种分析物进行判别。到目前为止，还少有人致力于通过传感器阵列对PFASs进行区分。

发光金属有机骨架(LMOFs)是一类优秀的发光材料，具有超高的孔隙率和比表面积、良好的化学稳定性和结构可调性。这些特性赋予了LMOFs传感器优异的灵敏度、选择性和发光的多样性，这使得LMOFs在荧光检测领域有广泛的应用前景，如挥发性有机化合物(VOCs)检测、生物分子检测、离子检测等。基于此，我们设想LMOFs可以有效地发挥传感器阵列的作用。尽管已经用LMOFs检测了各种各样的分析物，但据我们所知，还没有基于LMOFs的荧光传感器用于检测筛查PFASs。

专利CN105651797B公开了一种用于检测氢氟酸浓度的高衍射强度可视化传感器，采用以下步骤制备而成：制备单层胶体晶体阵列，并以该单层胶体晶体阵列为模板，采用物理沉积方法在模板的表面沉积一层金膜；对沉积有金膜的模板进行热分解及退火处理，从而制得二维金纳米阵列；将氢氟酸敏感性水凝胶的反应液注入到二维金纳米阵列上，并加盖玻璃片，然后进行10～30min的光聚合处理，再经过剥离、水洗后，制得用于检测氢氟酸浓度的高衍射强度可视化传感器。本发明能够在不借助高反射镜的条件下测得HF酸的强烈衍射信号，从而可以实时地对HF酸的浓度进行快速检测，而且该可视化传感器的制备工序简单、成本低廉、容易操作，适合实际工业应用。但是，对于PFASs的区分效果仍有限。

发明内容