針對上述挑戰(zhàn)，西安交通大學(xué)化學(xué)學(xué)院高瑞霞教授團隊與陜西科技大學(xué)徐秦峰教授團隊合作，通過系統(tǒng)調(diào)控側(cè)鏈結(jié)構(gòu)，設(shè)計合成了六種具有不同側(cè)鏈結(jié)構(gòu)的陽離子型聚噻吩(PTs)，并深入研究了其構(gòu)效關(guān)系。結(jié)果表明，六種PTs與不同目標物相互作用時，其構(gòu)象會發(fā)生特異性變化，進而引起UV-vis、溶液顏色和熒光強度的特異性響應(yīng)?；谏鲜鰳?gòu)效關(guān)系，研究團隊結(jié)合主成分分析，利用光譜與顏色變化成功實現(xiàn)了對PFOA、PFOS以及包括SDS在內(nèi)的五種常見陰離子表面活性劑的高選擇性區(qū)分。
 

　　探針的高選擇性源于其基于“構(gòu)象轉(zhuǎn)換”的獨特傳感機制。以PT32為例，不同分析物可誘導(dǎo)其發(fā)生特異性構(gòu)象變化(如隨機聚集、延伸構(gòu)象或超分子聚集)，從而輸出不同光學(xué)信號。分子動力學(xué)模擬揭示，PFOA和PFOS與PT32之間除靜電作用外，還存在氟-氟親和與疏水協(xié)同效應(yīng)，驅(qū)動聚噻吩主鏈形成不同的構(gòu)象變化，并伴隨不同的UV-vis光譜紅移和溶液顏色由亮黃色分別變?yōu)榉奂t(PFOA)或橙紅色(PFOS)。相反，碳氫鏈表面活性劑(如SDS)僅引起PT32無序聚集，導(dǎo)致光譜藍移和溶液顏色變淺(由亮黃色變?yōu)闇\黃綠色)。這種顯著的視覺與光譜差異，使識別過程“一目了然”。該工作不僅構(gòu)建了一個能有效區(qū)分PFOA和PFOS的傳感平臺，也為設(shè)計高選擇性光學(xué)探針提供了新范式。
 

　　近日，該研究成果以《基于側(cè)鏈工程的聚噻吩探針通過構(gòu)象轉(zhuǎn)換實現(xiàn)PFAS的快速區(qū)分檢測》(Side-Chain Engineering of Polythiophene Probes for Multimodal Discrimination of PFAS via Conformational Switching)為題，發(fā)表于國際化學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》(Angewandte Chemie International Edition)。西安交通大學(xué)為第一通訊單位，西安交通大學(xué)化學(xué)學(xué)院博士生董超超和陜西科技大學(xué)碩士生楊文琴為論文第一作者，西安交通大學(xué)化學(xué)學(xué)院Sameer Hussain副教授、高瑞霞教授及陜西科技大學(xué)徐秦峰教授為論文通訊作者。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、陜西省自然科學(xué)基金及中國博士后科學(xué)基金等項目的支持。論文的測試表征得到了西安交通大學(xué)分析測試共享中心的大力支持。