二甲亞砜（DMSO），號稱“萬能溶劑”，被廣泛應用于各種化學合成過程，故而合成產(chǎn)物中會經(jīng)常殘留有痕量的DMSO。為了去除這些痕量殘留，常用的方法是使用大量溶劑反復進行沖洗。然而，DMSO無色無味的特性卻讓直接判斷這些殘留到底有沒有洗干凈變得非常困難。傳統(tǒng)的滴定法、高效液相色譜等檢測方法則面臨著樣品制備步驟復雜、檢測范圍窄、選擇性差等問題，對快速確定各種洗脫溶劑中是否存在痕量DMSO殘留面臨著很大挑戰(zhàn)。利用熒光傳感對洗脫液進行直接檢測的方法，則具有樣品制備簡便、響應快、能實時監(jiān)測等優(yōu)點，具有非常大的應用潛力。因此，研究能選擇性檢測各種溶劑中低濃度DMSO的熒光探針材料具有非常重要的意義。
金屬有機骨架材料（MOF）由于其具有永久孔隙、可調(diào)節(jié)的孔徑以及可功能化的內(nèi)表面等優(yōu)點在催化、氣體吸附與分離、藥物輸運以及熒光檢測等很多領域內(nèi)被廣泛應用。具有d10電子構型金屬(如Cd2+）的MOF由于沒有導致熒光猝滅的d-d躍遷過程，具有多樣的光致發(fā)光特性，可以很好的應用于熒光檢測。除此之外，MOF還可以通過非共價相互作用將客體分子富集在自身孔道內(nèi)，與客體分子進一步發(fā)生相互作用，導致整體的電子躍遷過程發(fā)生改變，進而使得MOF的熒光發(fā)生變化，實現(xiàn)對痕量物質(zhì)的檢測。
圖1. SXU-4用于多種溶劑中痕量DMSO的熒光檢測 基于以上考慮，張獻明課題組設計合成了一種基于Cd2+離子的MOF（SXU-4）用于多種溶劑中痕量DMSO的熒光檢測。SXU-4在晶體學c方向上具有一維的菱形孔道，且內(nèi)表面上分布有大量未配位的羧基和氮原子，可以與客體分子發(fā)生多重相互作用。該MOF在不同溶劑中均對痕量DMSO展示出具有很高選擇性和靈敏度的熒光增強效應，并且熒光增強的程度與DMSO濃度有很好的線性關系，表明其可以對不同溶劑中痕量的DMSO進行熒光檢測。通過對負載有DMSO分子的SXU-4單晶進行結構進行分析，發(fā)現(xiàn)吸附了DMSO分子以后，SXU-4的一維孔道發(fā)生膨脹，與框架之間存在著包括氫鍵、S-π等多種相互作用。結合第一原理計算結果證明了DMSO-MOF的多重相互作用引起的電荷重排是熒光增強的主要原因。相關研究為多種溶劑中痕量DMSO的快速檢測開辟了新的途徑，為DMSO分子的熒光探針設計提供了新的思路。 論文信息： Cd‐Based Metal‐Organic Framework for Selective Turn‐On Fluorescent DMSO Residual Sensing Xiao-Lu Wang, Jia-Yue Tian, Xuan-Chen Guo, Fu-Qiang Zhang, Linfeng Liang, Xian-Ming Zhang Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202004111 Chemistry – A European Journal
