離子檢測(cè)探針、試紙及試液的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種熒光探針的制備及其對(duì)Cu2+和S2-離子的快速可視化檢測(cè)方法，屬 于化學(xué)合成與環(huán)境分析學(xué)科交叉技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 銅是生物體中基本的微量元素之一的，在不同的生理過程如線粒體的呼吸、鐵的 吸收及大量酶的氧化還原過程（包括超氧化歧化酶和酪氨酸酶等）中作為催化輔助因子 起著重要作用。但生物體內(nèi)攝入過量的銅也會(huì)產(chǎn)生毒性，從而引起Wilson's，Menkes和 Alzheimer's等神經(jīng)性疾病。人類由于長(zhǎng)期大量的過度使用銅進(jìn)行生產(chǎn)生活，其已成為環(huán) 境中的一種重要污染物。含S2_離子的硫化物是環(huán)境水體中重要的污染物之一，其在環(huán)境中 會(huì)對(duì)植物根莖具有強(qiáng)腐蝕性、對(duì)水體中溶解氧進(jìn)行還原以及形成H2S對(duì)人體和大氣照成危 害，因此，硫化物（或硫化氫）含量是衡量水體（或大氣）受污染程度的一項(xiàng)重要指標(biāo)，也 是我國(guó)實(shí)施排放總量控制的指標(biāo)之一。因而，發(fā)展快速、攜帶方便的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境Cu2+和S2_離 子的快速檢測(cè)具有重要意義。
[0003] 目前對(duì)Cu2+和S2-的檢測(cè)方法主要有分光光度法、極譜法、化學(xué)發(fā)光法、原子吸收光 譜法、高效液相色譜法（HPLC)、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES)與電感耦合等離 子體質(zhì)譜法（ICP-MS)等。這些方法存在著諸如儀器昂貴、樣品制復(fù)雜、檢測(cè)步驟繁瑣等需 克服的問題，更為重要的是這些儀器昂貴且其重量和體積大不利于搬運(yùn)到環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)，無(wú)法 實(shí)現(xiàn)檢測(cè)人員在第一現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行快速、定性定量檢測(cè)。
[0004] 目前已有文獻(xiàn)報(bào)道了一些有關(guān)對(duì)Cu2+或S2-進(jìn)行定性定量檢測(cè)的一些熒光探針 (參見：（a)袁躍華等.高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)，2011，32(1)，62 ;(b)崔建強(qiáng)，華章，2012, 34, 364. (〇)陳稼軒，等.有機(jī)化學(xué)，2012,32，1930.((1)￥311?11，6七31.111〇找311；[0301；[111；[03六(^已， 2014,419 141)。但這些報(bào)道的探針具有水溶性差（難于應(yīng)用于水體環(huán)境檢測(cè)）、功能單一 或無(wú)法做成便攜式試紙的可視化進(jìn)行開發(fā)應(yīng)用。此外，這些探針對(duì)Cu2+或S的檢測(cè)均在實(shí) 驗(yàn)室條件下需借助大型儀器方能完成，對(duì)于環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)的Cu2+或S2_應(yīng)急檢測(cè)無(wú)法實(shí)現(xiàn)。因此， 發(fā)展同一探針分子具有攜帶方便、實(shí)時(shí)快速地實(shí)用于實(shí)際水體環(huán)境的應(yīng)急檢測(cè)的雙功能探 針十分重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的這一是提供一種快速、可視化、可用于環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)Cu2+和/或 S2^離子的探針及其合成方法和對(duì)Cu2+和/或S2-離子的快速可視化檢測(cè)試紙、試液的制備方 法。該探針在水中對(duì)Cu2+和S離子具有特異選擇性和靈敏度。與Cu2+離子結(jié)合后立即可 見其溶液酒紅色；該酒紅色溶液與S2^離子結(jié)合后由酒紅色變?yōu)闊o(wú)色，可以實(shí)現(xiàn)Cu2+和S勺 連續(xù)快速可視化檢測(cè)?？梢赃M(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)、快速直接的定性定量檢測(cè)。可將此探針制備成 Cu2+離子可視檢測(cè)試紙和檢測(cè)試劑盒以及St的可視檢測(cè)試液。
[0006] Cu2+和S2_離子檢測(cè)探針、試紙及試液的制備方法，由下述步驟組成：
[0007] 步驟一：將一定量的羅丹明B溶解于無(wú)水甲醇中制成濃度為100~300mol/L的 溶液，加入與羅丹明B等摩爾的水合肼，在微波功率為300-600W、溫度為50-80°C以及常壓 下微波反應(yīng)50-120分鐘，冷卻后，加入與羅丹明B等摩爾的1-萘甲醛，繼續(xù)在微波功率為 300-600W、溫度為50-80°C常壓下加熱回流20-50分鐘，旋蒸至溶液體積10-50mL，冷卻，放 入冰箱冷卻2-3h，過濾用無(wú)水乙醇重結(jié)晶既得目標(biāo)探針RBA;
[0008] 反應(yīng)方程式為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種Cu2+和S2^離子檢測(cè)探針的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1 :將一定量的羅丹明B溶解于無(wú)水甲醇中，制成濃度為100~300mol/L的溶液， 然后加入與羅丹明B等摩爾的水合肼，在微波條件下微波反應(yīng)50-120分鐘，然后冷卻； 步驟2 :向上述冷卻液中加入與羅丹明B等摩爾的1-萘甲醛，繼續(xù)在微波條件下加熱 回流20-50分鐘，旋蒸濃縮至溶液體積至5~20mL，冷卻； 步驟3 :將冷卻后的反應(yīng)物過濾，用無(wú)水乙醇重結(jié)晶，結(jié)晶物即為目標(biāo)探針，記為RBA。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種Cu 2+和S 離子檢測(cè)探針的制備方法，其特征在于，所述步 驟1中的微波條件為：常壓下微波功率為300-600W，反應(yīng)溫度為50-80°C。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種Cu 2+和S 離子檢測(cè)探針的制備方法，其特征在于，所述步 驟2中的微波條件為：常壓下微波功率為300-600W，反應(yīng)溫度為50-80°C。
4. 一種檢測(cè)Cu 2+的試紙的制備方法，其特征在于，將權(quán)利要求1制得的探針溶于無(wú)水 乙醇中，制成濃度為〇. 001~〇. lmol/L的溶液，將濾紙放入溶液中，浸泡12-24小時(shí)，取出 風(fēng)干即得可定性定量可視化檢測(cè)Cu2+的試紙。
5. -種檢測(cè)S2_的試液的制備方法，其特征在于，將權(quán)利要求1制得的探針溶于無(wú)水乙 醇中，制成濃度為〇. 001~〇. lmol/L的溶液，加入等摩爾的銅鹽，分裝既得可定性定量可視 化檢測(cè)S2_的試液。
6. 如權(quán)利要求5所述的一種檢測(cè)S 的試液的制備方法，其特征在于，所述銅鹽為氯化 銅、醋酸銅或高氯酸銅中的一種或幾種。
7. 權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的檢測(cè)探針的用途，用于水體環(huán)境中Cu 2+和S 離子的快 速檢測(cè)。
8. 權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的檢測(cè)探針的用途，用于制備Cu 2+檢測(cè)試紙或檢測(cè)試劑盒 及Cu2+和S2^離子的檢測(cè)試液。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種Cu2+和S2-離子檢測(cè)探針、試紙及試液的制備方法，該方法用羅丹明B和水合肼在微波條件下反應(yīng)，然后加入1-萘甲醛繼續(xù)反應(yīng)，制備得Cu2+和S2-離子檢測(cè)探針。將探針溶于無(wú)水乙醇溶液，將濾紙浸泡后風(fēng)干即得試紙，將探針溶于無(wú)水乙醇并加放銅鹽即得檢測(cè)S2-的試液。本發(fā)明提供的探針的制備方法在微波條件下一步合成，縮短了常規(guī)方法的反應(yīng)時(shí)間，提高了產(chǎn)率，降低了能耗，制成探針步驟中測(cè)試液的濃度低，探針對(duì)金屬離子的選擇性高，裸眼下即可對(duì)Cu2+離子進(jìn)行選擇性識(shí)別，在RBA-Cu2+體系液下可實(shí)現(xiàn)對(duì)S2-離子的選擇性識(shí)別，且不受陰陽(yáng)離子的干擾的影響。
【IPC分類】C07D491-107, G01N21-78
【公開號(hào)】CN104628735
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510039742
【發(fā)明人】袁澤利, 文旭, 江波, 胡慶紅, 楊潔, 吳慶, 張銘欽
【申請(qǐng)人】袁澤利
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年1月27日