丹磺酰AA在乙醇-水超分子团簇的可视化监测、可视化区分及稳定性检测中的应用

丹磺酰aa在乙醇-水超分子团簇的可视化监测、可视化区分及稳定性检测中的应用
技术领域
1.本发明涉及荧光检测技术领域，具体而言，涉及丹磺酰aa在乙醇-水超分子团簇的可视化监测、可视化区分及稳定性检测中的应用。


背景技术：

2.一般而言，表界面催化反应多发生在固-液界面上，其液体溶剂(如水或醇类、以及它们的混合物等)常常因所具备的亲水基团而易与溶质形成氢键网络，即超分子团簇(supramolecular cluster)。这种氢键网络的强弱会直接影响到超分子团簇的形成和稳定性，并进而控制溶质分子从溶液内部到达固体催化剂表面的热力学和动力学行为，直接影响着催化效率。
3.然而，对于整个催化研究领域，现有研究多集中在新型催化剂开发以及固体表面催化机理的研究；而“液相环境对表面催化反应所产生的影响，即溶质分子从溶液相扩散到催化剂表面”这一关键步骤常常被忽略。这主要是由于现有技术对于混合溶液中的超分子团簇的研究还不够，相关表征技术和探针材料都还有待进一步研发。
4.水是人类生活或生存不可缺少的一种物质；而乙醇无论在实验室、工业生产还是日常生活中都是非常重要的有机物质。例如，乙醇不仅能破坏生物体中的蛋白质和脂质结构，还能有效抵抗细菌、真菌和各种病毒。与理想溶液相比，水和乙醇的混合溶液在多种热力学性质和参数(如自扩散系数、剪切黏度、超额体积、超额焓、压缩性和声衰减系数)上都表现出了显著的偏差。此外，体积浓度为75％(v/v)的乙醇溶液的杀菌效果一直被认为是最好，但其内在的超分子团簇模式和杀菌机制都还有待进一步探索。
5.已有研究结果表明：乙醇和水的混合溶液中的氢键模式和分子团簇通常与纯水或纯乙醇溶液体系完全不同。随着两者混合比例的不同，其中的氢键将经历不断的形成和解离调试，所形成乙醇-水分子团簇结构也变得更加复杂和多样。因此，研究乙醇-水二元体系中的分子团簇行为和结构变化对于更好地理解乙醇-水溶液在众多领域的特殊应用具有重要的科学意义。
6.鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

7.本发明的目的之一在于提供丹磺酰aa在对乙醇-水溶液中形成的乙醇
‑ꢀ
水超分子团簇进行可视化监测中的应用。
8.本发明的目的之二在于提供丹磺酰aa在对乙醇-水溶液中形成的乙醇
‑ꢀ
水超分子团簇进行可视化区分中的应用。
9.本发明的目的之三在于提供丹磺酰aa在乙醇-水溶液中乙醇-水超分子团簇稳定性检测中的应用。
10.本发明的目的之四在于提供丹磺酰aa在白酒中超分子团簇检测中的应用。
11.本技术可这样实现：
12.第一方面，本技术提供丹磺酰aa在对乙醇-水溶液中形成的乙醇-水超分子团簇进行可视化监测中的应用。
13.第二方面，本技术提供丹磺酰aa在对乙醇-水溶液中形成的乙醇-水超分子团簇进行可视化区分中的应用。
14.第三方面，本技术提供丹磺酰aa在乙醇-水溶液中乙醇-水超分子团簇稳定性检测中的应用。
15.第四方面，本技术提供丹磺酰aa在白酒中超分子团簇检测中的应用。
16.在可选的实施方式中，通过荧光检测方法进行上述可视化检测，或进行上述可视化区分，或进行上述稳定性检测，或进行上述团簇检测。
17.在可选的实施方式中，丹磺酰aa在荧光检测中作为荧光探针。
18.在可选的实施方式中，荧光检测过程中，激发波长为340-360纳米，发射波长为400-650纳米。
19.在可选的实施方式中，荧光检测过程中，狭缝为5
×
5。
20.在可选的实施方式中，荧光检测过程中，扫描速度为快速。
21.在可选的实施方式中，荧光检测的荧光检测溶液由丹磺酰aa与乙醇
‑ꢀ
水溶液混合而得。
22.在可选的实施方式中，荧光检测溶液中，丹磺酰aa的终浓度为5微摩尔/升。
23.本技术的有益效果包括：
24.本技术使用的丹磺酰aa溶液在不同乙醇体积浓度下的乙醇-水溶液中的荧光特征峰的荧光强度不同。基于丹磺酰aa溶液在不同乙醇体积浓度下的乙醇-水溶液中荧光强度和荧光位置变化的非线性突变点为核心可对团簇进行监测和区分。
25.本技术的各种应用中均采用小分子荧光探针，具有检测速度快、操作简便；体系成分单一、检测成本低；信号稳定、灵敏度高；除使用简单的荧光光谱仪以外无需其它复杂的检测仪器。对于乙醇-水溶液中乙醇和水分子间所形成的超分子团簇的监测和区分具有较为广阔的应用前景，尤其适用于白酒的相关研究。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
27.图1为实施例1中不同乙醇体积浓度下的乙醇-水溶液和丹磺酰aa共混后的荧光光谱图；
28.图2为实施例1中不同乙醇体积浓度下的乙醇-水溶液和丹磺酰aa共混后的荧光照片；
29.图3为实施例1中不同乙醇体积浓度下的乙醇-水溶液和丹磺酰aa共混后的荧光光谱发射峰强度随乙醇浓度变化图；
30.图4为实施例2中不同乙醇体积浓度下的乙醇-水溶液和丹磺酰aa共混后的荧光光
谱图；
31.图5为实施例2中不同乙醇体积浓度下的乙醇-水溶液和丹磺酰aa共混后的荧光照片；
32.图6为实施例2中不同乙醇体积浓度下的乙醇-水溶液和丹磺酰aa共混后的荧光光谱发射峰强度随乙醇浓度变化图；
33.图7为实施例3中不同乙醇体积浓度下的乙醇-水溶液和丹磺酰aa共混后的荧光光谱图；
34.图8为实施例3中不同乙醇体积浓度下的乙醇-水溶液和丹磺酰aa共混后的荧光照片；
35.图9为实施例3中不同乙醇体积浓度下的乙醇-水溶液和丹磺酰aa共混后的荧光光谱发射峰强度随乙醇浓度变化图。
具体实施方式
36.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
37.下面对本技术提供的丹磺酰aa在乙醇-水超分子团簇的可视化监测、可视化区分及稳定性检测中的应用进行具体说明。
38.本技术所涉及的丹磺酰aa为一种对环境变化较为敏感的有机小分子荧光探针，其结构式如下：
[0039][0040]
该丹磺酰aa可用于揭示乙醇-水混合溶液中所形成的超分子团簇的结构或性能差异，并使之可视化。
[0041]
本技术中提供了丹磺酰aa的多种应用，包括但不限于以下多种应用：
[0042]
应用一：在揭示乙醇-水溶液中形成的超分子团簇的种类和结构变化中的应用；
[0043]
应用二：在对乙醇-水溶液中形成的乙醇-水超分子团簇进行可视化监测中的应用；
[0044]
应用三：在对乙醇-水溶液中形成的乙醇-水超分子团簇进行可视化区分中的应用；
[0045]
应用四：在乙醇-水溶液中乙醇-水超分子团簇稳定性检测中的应用。
[0046]
在一些具体的实施方式中，丹磺酰aa可用于对白酒中超分子团簇进行检测。
[0047]
上述应用均通过荧光检测方式进行(丹磺酰aa作为荧光探针)，也即可理解为，通过荧光检测实现：a、应用一中揭示乙醇-水溶液中形成的超分子团簇的种类和结构变化；b、应用二中可视化检测；c、应用三中可视化区分；d、应用四中稳定性检测，e、对白酒超分子团簇的检测。
[0048]
可参考地，荧光检测过程中，激发波长可以设置为340-360纳米，发射波长可设置为400-650纳米；狭缝可设置为5
×
5；扫描速度为快速，具体可以为快速。
[0049]
荧光检测的荧光检测溶液由丹磺酰aa与乙醇-水溶液混合而得。在一些具体的实施方式中，丹磺酰aa的终浓度可设置为5微摩尔/升。
[0050]
可参考地，荧光检测溶液示例性但非限定性地可按以下方式配制：
[0051]
第一种是配制储备液摩尔浓度为100微摩尔/升的丹磺酰aa溶液；
[0052]
第二种是配制终体积为1毫升的一系列体积浓度梯度(10-100vt％，梯度为5vt％)的乙醇-水溶液，然后再加50微升丹磺酰aa共混合。
[0053]
将荧光检测溶液按本技术提供的荧光检测条件进行荧光检测，得到荧光光谱图，进一步地，可对不同浓度下的荧光光谱图分别作荧光强度随乙醇体积浓度的变化图。基于不同浓度下的荧光强度的变化和差异，即可揭示不同体积浓度下的乙醇-水溶液中所形成的分子团簇的结构差别。
[0054]
在不同乙醇体积浓度下的乙醇-水溶液中加入相同浓度的丹磺酰aa溶液的荧光光谱图如图1所示，其显示：不同乙醇体积浓度下(10-100vt％，梯度为5vt％)的乙醇-水溶液和丹磺酰aa共混后的荧光光谱随着溶液中乙醇量的增加荧光峰强度逐渐增强。个别浓度下的荧光强度出现一定程度的非线性偏离(如图3、图6和图9中虚线圈内所示)。
[0055]
利用丹磺酰aa在不同乙醇体积浓度下的乙醇-水溶液中的荧光强度的不同，对于溶液中所形成的分子团簇实施监测，主要是基于丹磺酰aa溶液在不同乙醇浓度下的乙醇-水溶液中荧光强度变化的突变点(即非线性偏离点，如图3、图6和图9中虚线圈内所示)为核心对团簇进行监测和区分。
[0056]
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
[0057]
以下使用的乙醇溶液都是色谱纯级(≥99.8％)，购买自阿拉丁试剂公司；纯净水是实验室制备超纯水(ρ＝18.2mω*cm，25℃)。本发明中所有荧光光谱的测试均使用荧光光谱仪为:shimadzu(japan)岛津公司(日本)的 rf-5301pc型荧光光谱仪。
[0058]
实施例1
[0059]
①
配置荧光检测溶液：
[0060]
a、制备由无水乙醇稀释得到的不同体积浓度(10-100vt％，梯度为5vt％) 的乙醇-水混合溶液；
[0061]
b、配制终浓度为100微摩尔/升的丹磺酰aa溶液；
[0062]
c、取50微升步骤b的丹磺酰aa溶液分别加入到步骤a的乙醇-水混合溶液中，制备丹磺酰aa终浓度为5微摩尔/升的不同体积浓度的乙醇-水溶液。
[0063]
②
荧光检测：
[0064]
将上述制备得到的荧光检测溶液加入石英池中，随后置于荧光光谱仪中。设置入
射光波长为360纳米，发射光波长的范围为400-650纳米，狭缝为5
×
5，测量得到荧光发射光谱(如图1所示)。
[0065]
图1是取上述不同乙醇体积浓度的乙醇-水溶液和丹磺酰aa共混后的溶液1毫升于石英池中，放于荧光光谱仪中，设定上述检测参数所得到的荧光光谱图，横坐标为荧光发射波长，纵坐标为荧光强度。
[0066]
该图中，曲线由下至上(按箭头指向)分别对应乙醇体积浓度逐渐增大的荧光检测溶液的检测结果，随乙醇体积浓度的增大，乙醇-水溶液和丹磺酰aa共混后的溶液荧光发射谱逐渐增强并发生稍微的蓝移，其最大增强倍数为7倍；最大位移为40纳米。当乙醇浓度小于45vt％时，荧光强度增加比较缓慢，当乙醇浓度大于75vt％时，荧光强度增加比较快。
[0067]
图2是上述不同乙醇体积浓度的乙醇-水溶液和丹磺酰aa共混后放入 ep管中，在360纳米紫外灯照射下的荧光照片图。其结果显示：随乙醇体积浓度的增大，其发光有弱逐渐变强，颜色由橙黄色逐渐变强并转变为绿色。
[0068]
图3是基于上述不同乙醇体积浓度的乙醇-水溶液和丹磺酰aa共混后荧光光谱图所得到的荧光强度对应乙醇浓度变化图，横坐标为乙醇体积浓度，纵坐标为荧光发射峰强度；其中，a为发射峰强度随乙醇浓度变化的趋势拟合图，b为发射峰强度随乙醇浓度变化的折线图。
[0069]
从图3中a的变化趋势拟合线中可以看出，随乙醇体积浓度的增大，乙醇-水溶液和丹磺酰aa共混后的溶液荧光发射谱逐渐增强，最大增强了 7倍。但是从图3中b的折线图中也同时发现，发射峰强度与乙醇浓度的线性关系在40-50vt％和70-80vt％浓度区间发生了转折，说明对应于超分子团簇在此浓度区域的结构转变。
[0070]
实施例2
[0071]
①
配置荧光检测溶液：
[0072]
a、制备由无水乙醇稀释得到的不同体积浓度(40-50vt％，梯度为1vt％) 的乙醇-水混合溶液；
[0073]
b、配制终浓度为100微摩尔/升的丹磺酰aa溶液；
[0074]
c、取50微升步骤b的丹磺酰aa溶液分别加入到步骤a的乙醇-水混合溶液中，制备丹磺酰aa终浓度为5微摩尔/升的不同体积浓度的乙醇-水溶液。
[0075]
②
荧光检测：
[0076]
将上述制备得到的荧光检测溶液加入石英池中，随后置于荧光光谱仪中。设置入射光波长为360纳米，发射光波长的范围为400-650纳米，狭缝为5
×
5，得到荧光发射光谱(如图4所示)。
[0077]
图4中，曲线由下至上(按箭头指向)分别对应乙醇体积浓度逐渐增大的荧光检测溶液的检测结果，横坐标为荧光发射波长，纵坐标为荧光强度。根据该图可知：随着乙醇浓度的增大，荧光强度呈增大的趋势，从40vt％到50vt％，荧光强度从230增大到326。当乙醇浓度小于42vt％时，荧光强度逐渐缓慢淬灭，当乙醇浓度大于43vt％时，荧光强度增加比较快。
[0078]
图5是取上述不同乙醇体积浓度的乙醇-水溶液和丹磺酰aa共混后放入ep管中，在360纳米激光灯照射下的荧光照片图。其结果显示：随乙醇体积浓度的增大，其发光由弱逐渐变强。
[0079]
图6是基于上述不同乙醇体积浓度的乙醇-水溶液和丹磺酰aa共混后荧光光谱图所得到的荧光强度对应乙醇浓度变化图，横坐标为乙醇体积浓度，纵坐标为荧光发射峰强度。由该图可以看出：随乙醇体积浓度的增大，乙醇-水溶液和丹磺酰aa共混后的溶液荧光发射谱逐渐增强，但在42-43vt％浓度区间发生了转折，对应于超分子团簇在此浓度区域的结构转变。
[0080]
实施例3
[0081]
①
配置荧光检测溶液：
[0082]
a、制备由无水乙醇稀释得到的不同体积浓度(70-80vt％，梯度为1vt％) 的乙醇-水混合溶液；
[0083]
b、配制终浓度为100微摩尔/升的丹磺酰aa溶液；
[0084]
c、取50微升步骤b的丹磺酰aa溶液分别加入到步骤a的乙醇-水混合溶液中，制备丹磺酰aa终浓度为5微摩尔/升的不同体积浓度的乙醇-水溶液。
[0085]
②
荧光检测：
[0086]
将上述制备得到的荧光检测溶液加入石英池中，随后置于荧光光谱仪中。设置入射光波长为360纳米，发射光波长的范围为400-650纳米，狭缝为5
×
5，得到荧光发射光谱(如图7所示)。
[0087]
图7中，曲线由下至上(按箭头指向)分别对应乙醇体积浓度逐渐增大的荧光检测溶液的检测结果，横坐标为荧光发射波长，纵坐标为荧光强度。根据该图可知：随着乙醇浓度的增大，丹磺酰aa的荧光强度呈增大的趋势。
[0088]
图8是取上述不同乙醇体积浓度的乙醇-水溶液和丹磺酰aa共混后放入ep管中，在360纳米激光灯照射下的荧光照片图。其结果显示：随乙醇体积浓度的增大，其发光逐渐变强。
[0089]
图9是基于上述不同乙醇体积浓度的乙醇-水溶液和丹磺酰aa共混后荧光光谱图所得到的荧光强度对应乙醇浓度变化图，横坐标为乙醇体积浓度，纵坐标为荧光发射峰强度。
[0090]
由该图可以看出：随乙醇体积浓度的增大，乙醇-水溶液和丹磺酰aa 共混后的溶液荧光发射谱逐渐增强，但在75-76vt％浓度区间发生了转折，对应于超分子团簇在此浓度区域的结构转变。但由于浓度间隔较小，荧光强度比较波动。此外，该图还可以看出：随着乙醇浓度的增大，荧光强度整体呈增大趋势，当乙醇浓度为75-76vt％时，荧光强度波动最大。
[0091]
承上，当乙醇浓度为42-43vt％和75-76vt％时，乙醇-水溶液所形成的超分子团簇发生了转折性变化，其对应乙醇-水超分子团簇的结构转变。由此证明本技术提供的小分子荧光探针(丹磺酰aa)可用来揭示乙醇-水溶液中所形成的超分子团簇的种类和结构变化，并将对应超分子团簇的变化过程通过荧光成像实现可视化监测。
[0092]
综上所述，本技术使用的丹磺酰aa溶液在不同乙醇体积浓度下的乙醇-水溶液中的荧光特征峰的荧光强度不同。基于丹磺酰aa溶液在不同乙醇体积浓度下的乙醇-水溶液中荧光强度和荧光位置变化的非线性突变点为核心可对团簇进行监测和区分。
[0093]
本技术的各种应用中均采用小分子荧光探针，具有检测速度快、操作简便；体系成分单一、检测成本低；信号稳定、灵敏度高；除使用简单的荧光光谱仪以外无需其它复杂的检测仪器。对于乙醇-水溶液中乙醇和水分子间所形成的超分子团簇的监测和区分具有较
为广阔的应用前景，尤其适用于白酒的相关研究。
[0094]
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。