本發(fā)明涉及熒光探針及其對(duì)微量水及銅離子的檢測(cè)方法，具體涉及一種希夫堿熒光探針的合成方法，以及希夫堿熒光探針在檢測(cè)微量水和銅離子中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

對(duì)有機(jī)溶劑中微量水的檢測(cè)和定量分析在化學(xué)分析中具有重要意義，并且在工業(yè)過程，食品加工，生物醫(yī)學(xué)和環(huán)境監(jiān)測(cè)方面也有重要應(yīng)用。目前公認(rèn)的檢測(cè)微量水的方法為卡爾費(fèi)休法，這種方法可以檢測(cè)到低至1ppm的微量水，但是它具有許多缺點(diǎn)，即需要應(yīng)用復(fù)雜的儀器，需要接觸有毒試劑(即咪唑，i2和so2)，耗費(fèi)時(shí)間和并且容易受到其他物質(zhì)的干擾。急需發(fā)展可以靈敏、快速、簡(jiǎn)便地檢測(cè)微量水的方法。

銅(ii)是人體中第三重要的過渡元素，它在人體中起著非常關(guān)鍵的作用。但是，過量的銅(ii)離子可能會(huì)使一些細(xì)胞過程失衡，產(chǎn)生活性氧，引起各種神經(jīng)疾病。此外，由于銅在電氣，機(jī)械和建筑等行業(yè)中廣泛應(yīng)用，所以銅也是重要的環(huán)境污染物。因此，發(fā)展能夠快速檢測(cè)生物系統(tǒng)和環(huán)境中cu²⁺的檢測(cè)方法是十分重要的。然而目前報(bào)道的檢測(cè)銅離子的方法存在合成復(fù)雜、只適用于有機(jī)溶劑檢測(cè)、響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)及選擇性差等缺點(diǎn)，應(yīng)用范圍有限。

試紙比色法操作簡(jiǎn)單、方便、快捷，不需要特殊儀器設(shè)備和專業(yè)培訓(xùn)，易于推廣，結(jié)果清晰易辯，被廣泛應(yīng)用于環(huán)境分析、生命科學(xué)等諸多領(lǐng)域。尋找一種可用于檢測(cè)微量水和銅離子的熒光探針和試紙是非常必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種希夫堿熒光探針及其合成方法，以及希夫堿熒光探針在檢測(cè)微量水和銅離子中的應(yīng)用。所述希夫堿熒光探針可以通過光譜法和試紙法高靈敏性地檢測(cè)微量水，且檢測(cè)方法簡(jiǎn)單、方便、快捷，不需要特殊儀器設(shè)備和專業(yè)培訓(xùn)，易于推廣，結(jié)果清晰易辨。所述希夫堿還可做成一種試紙，用來檢測(cè)銅離子。該試紙可以避免多種金屬陽(yáng)離子的干擾，高選擇性地檢測(cè)水溶液中的銅離子，其操作簡(jiǎn)單、快速，易于推廣。

本發(fā)明提供的一種希夫堿熒光探針，其結(jié)構(gòu)式為：

希夫堿熒光探針的合成方法，其特征在于，包括如下步驟：將反應(yīng)物8-羥基久洛尼定-9-甲醛與4-苯基-3-氨基硫脲在乙醇中加熱回流20-24h，反應(yīng)結(jié)束后，抽濾，洗滌后得到黃色固體即希夫堿熒光探針l。

所述8-羥基久洛尼定-9-甲醛與4-苯基-3-氨基硫脲的摩爾比為1:1；所述加熱回流時(shí)間為24小時(shí)；所述加熱回流溫度為80℃。

所述希夫堿熒光探針可以在檢測(cè)微量水中應(yīng)用。

所述希夫堿熒光探針用于檢測(cè)微量水的方法，包括如下步驟：

(1)配置10^-3m探針l的dmso儲(chǔ)備液，配制10^-2mal³⁺的甲醇儲(chǔ)備液；

(2)取20μl探針l儲(chǔ)備液加入干凈的比色管中，再加入12μlal³⁺的甲醇溶液，最后用甲醇定容至5ml，將溶液搖勻后取2.5ml加到干凈的比色皿中，在熒光分光光度計(jì)上檢測(cè)，隨著微量水的加入，溶液逐漸由橙黃色變?yōu)辄S色，并且在570nm處的發(fā)射峰逐漸減弱，并且發(fā)生藍(lán)移，由570nm移至540nm；逐漸加入微量水的量為0％-3％，體系的熒光強(qiáng)度f和微量水的濃度在0.1％-1.4％的范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系(r²＝0.986)；以微量水含量為橫坐標(biāo)，以熒光強(qiáng)度f為縱坐標(biāo)作圖，得到線性方程:f＝957.15-520.35[h2o]；

(3)取20μll儲(chǔ)備液加入干凈的比色管中，再加入12μlal³⁺甲醇溶液，最后用甲醇定容至5ml，將溶液搖勻后取2.5ml加到干凈的比色皿中，取xμl待測(cè)樣品加入，在熒光分光光度計(jì)上檢測(cè)，測(cè)得的熒光強(qiáng)度帶入步驟(2)的線性方程，得到微量水含量。

一種用于檢測(cè)微量水的希夫堿試紙，通過如下方法制得：將所述希夫堿熒光探針l溶于dmso中，然后將濾紙?jiān)谔结榣的dmso溶液中浸泡，干燥后得到黃色希夫堿試紙；再將黃色希夫堿試紙?jiān)赼l³⁺的甲醇溶液中浸泡變成橙黃色，即得到用于檢測(cè)微量水的希夫堿試紙。所述dmso溶劑中探針l的濃度為10^-3m，al³⁺的甲醇溶液的濃度為10^-2m。所述的希夫堿試紙可在檢測(cè)微量水中應(yīng)用。

所述希夫堿熒光探針還可以在檢測(cè)銅離子中應(yīng)用。

一種用于檢測(cè)銅離子的希夫堿試紙，通過如下方法制得：將所述希夫堿熒光探針l溶于dmso中，然后將濾紙?jiān)谔结榣的dmso溶液中浸泡，干燥后得到黃色試紙，即為檢測(cè)銅離子的希夫堿試紙。所述dmso溶劑中探針l的濃度為10^-3m。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：

(1)本發(fā)明希夫堿熒光探針，制備所需的試劑價(jià)格便宜，合成簡(jiǎn)單(只需一步)，產(chǎn)物收率高，用于檢測(cè)成本低。

(2)檢測(cè)方法快捷，檢測(cè)時(shí)間只需30-60s，完全能夠滿足緊急情況的檢測(cè)需要。

(3)操作簡(jiǎn)單方便，只需通過熒光光度計(jì)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)手段簡(jiǎn)便，結(jié)果清晰可辨。

(4)本發(fā)明可用所述兩種試紙分別檢測(cè)微量水和銅離子，不需要特殊儀器設(shè)備和專業(yè)培訓(xùn)，任何人均可操作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明希夫堿熒光探針l檢測(cè)微量水的熒光光譜圖；

圖2為本發(fā)明希夫堿熒光探針l檢測(cè)微量水的工作線性圖；

圖3為本發(fā)明希夫堿熒光探針l檢測(cè)微量水的紫外可見吸收光譜圖；

圖4為本發(fā)明希夫堿熒光探針l檢測(cè)微量水的核磁滴定譜圖；

圖5為本發(fā)明利用希夫堿試紙檢測(cè)不同含量的微量水時(shí)試紙顏色變化圖；

圖6為本發(fā)明利用希夫堿試紙檢測(cè)銅離子的選擇性圖；

圖7為本發(fā)明利用希夫堿試紙檢測(cè)不同濃度銅離子的試紙顏色變化圖。

具體實(shí)施方式：

實(shí)施例1

實(shí)施例1希夫堿熒光探針l的合成

4-苯基-3-氨基硫脲(0.167g,1mmol)溶于乙醇中(5ml)；取8-羥基久洛尼定-9-甲醛(0.217g，1mmol)于三頸燒瓶中，加入5mletoh，加熱回流，到50℃時(shí)溶液變?yōu)辄S色澄清溶液；此時(shí)，將4-苯基-3-氨基硫脲乙醇溶液加入8-羥基久洛尼定-9-甲醛乙醇溶液中，保持溫度為80℃繼續(xù)反應(yīng)，24h后產(chǎn)生大量黃色固體，抽濾，烘干即為所述希夫堿熒光探針l(0.242g，產(chǎn)率：66％)。¹hnmr(dmso-d6)δ:11.385(s,1h,-oh),9.903(s,1h,-nh-),9.297(s,1h,-nh-),8.156(s,1h,-hc＝n),7.498(d,2h,-arh),7.339(t,2h,-arh),7.166(t,1h,-arh),3.159(m,4h,-ch2),2.593(m,4h,-ch2),1.852(m,4h,-ch2),hrms(esi):c20h22n4os(m+h)計(jì)算值367.1514,實(shí)驗(yàn)值367.1587。

實(shí)施例2希夫堿熒光探針l用于微量水的熒光光譜測(cè)定

取20μl探針l儲(chǔ)備液加入干凈的比色管中，再加入12μlal³⁺的甲醇溶液，最后用甲醇定容至5ml，將溶液搖勻后取2.5ml加到干凈的比色皿中，在熒光分光光度計(jì)上檢測(cè)，隨著微量水的加入，溶液逐漸由橙黃色變?yōu)辄S色，并且在570nm處的發(fā)射峰逐漸減弱，并且發(fā)生藍(lán)移，由570nm移至540nm。熒光光譜圖見圖1。

實(shí)施例3希夫堿熒光探針l測(cè)定微量水的線性關(guān)系

取20μl探針l儲(chǔ)備液加入干凈的比色管中，再加入12μlal³⁺甲醇溶液，最后用甲醇定容至5ml，將溶液搖勻后取2.5ml加到干凈的比色皿中，在熒光分光光度計(jì)上檢測(cè)，隨著微量水的加入，溶液逐漸由橙黃色變?yōu)辄S色，并且在570nm處的發(fā)射峰逐漸減弱，并且發(fā)生藍(lán)移，由570nm移至540nm。逐漸加入微量水的量為0％-3％，體系的熒光強(qiáng)度f和微量水的含量在0.1％-1.4％的范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系(r²＝0.986)。以微量水含量為橫坐標(biāo)，以熒光強(qiáng)度f為縱坐標(biāo)作圖，得到線性方程:f＝957.15-520.35[h2o]。工作線性圖見圖2。

實(shí)施例4希夫堿熒光探針l測(cè)定微量水的紫外可見吸收光譜測(cè)定

取100μl探針l儲(chǔ)備液加入干凈的比色管中，再加入60μlal³⁺的甲醇溶液，最后用甲醇定容至5ml，將溶液搖勻后取2.5ml加到干凈的比色皿中，在紫外可見吸收光度計(jì)上檢測(cè)，隨著微量水的加入，溶液逐漸由橙黃色變?yōu)辄S色，在394nm和452nm處的吸收峰逐漸增強(qiáng)，504nm處吸收峰逐漸減弱，并且394nm處的吸收峰發(fā)生藍(lán)移至390nm。紫外可見吸收光譜圖見圖3。

實(shí)施例5希夫堿熒光探針l測(cè)定微量水核磁圖

取0.183mg探針l固體置于核磁管中，加入500μl氘代甲醇充分溶解，然后再加入0.187mgal(no3)3·9h2o固體，充分反應(yīng)后溶液由黃色變?yōu)槌赛S色，且核磁圖發(fā)生變化。最后再加入3％氘代水后，溶液由橙黃色變?yōu)辄S色，核磁圖上質(zhì)子峰化學(xué)位移逐漸恢復(fù)，與l的核磁圖相似。核磁圖見圖4。

實(shí)施例6用于檢測(cè)微量水的希夫堿試紙的制備

將2×1cm的濾紙條用0.1mol/l的hcl浸泡一個(gè)小時(shí)，然后用蒸餾水洗滌至中性，晾干后備用，將實(shí)施例1合成的希夫堿探針l溶于dmso溶劑中，然后將準(zhǔn)備好的濾紙條浸泡在配置好的l溶液中(其中，希夫堿探針l的濃度為10^-3m)1h后，干燥后制得黃色的希夫堿試紙。再將此試紙?jiān)赼l³⁺甲醇溶液中浸泡0.5min，干燥，得到橙黃色的希夫堿試紙。

實(shí)施例7希夫堿試紙測(cè)不同含量的微量水

將實(shí)施例6制備的橙黃色希夫堿試紙分別滴加1％，1.5％，2％，2.5％，3％的微量水，試紙顏色從橙黃色逐漸變?yōu)辄S色。見圖5。

實(shí)施例8用于檢測(cè)銅離子的希夫堿試紙的制備

將所述希夫堿熒光探針l溶于dmso中，然后將濾紙?jiān)谔结榣的dmso溶液中浸泡，干燥后得到黃色試紙，即為檢測(cè)銅離子的希夫堿試紙。所述dmso溶劑中l(wèi)的濃度為10^-3m。

實(shí)施例9檢測(cè)銅離子的希夫堿試紙對(duì)金屬陽(yáng)離子的選擇性

將實(shí)施例8制備的希夫堿試紙分別浸泡在5×10^-2mk⁺,ca²⁺,na⁺,mg²⁺,al³⁺,zn²⁺,cu²⁺,hg²⁺,ag⁺,pb²⁺,co²⁺,ni²⁺,cr³⁺,cd²⁺等離子的乙腈溶液中，0.5min后，取出試紙干燥后發(fā)現(xiàn)，浸泡在cu²⁺乙腈溶液的濾紙由黃色變?yōu)樽攸S色，顏色變化清晰可辨，而浸泡在其他離子溶液中的試紙顏色不變，因此該試紙可以選擇性檢測(cè)cu²⁺。見圖6。

實(shí)施例10檢測(cè)銅離子的希夫堿試紙測(cè)不同濃度的cu²⁺乙腈溶液

將實(shí)施例8制備的希夫堿試紙分別浸泡在1×10^-3m，5×10^-3m，1×10^-2m，5×10^-2m，1×10^-1m的cu²⁺乙腈溶液中，0.5min后，取出試紙，試紙顏色逐漸變深至棕黃色。見圖7。