壳聚糖萘基硫脲荧光探针、制备方法及其在检测铁离子中的应用技术

本发明专利技术公开了壳聚糖萘基硫脲荧光探针、制备方法及其在检测铁离子中的应用,所述壳聚糖萘基硫脲荧光探针制备的方法步骤如下：S1：将壳聚糖原料置于容器中，依次加入冰醋酸和水，磁力搅拌下至壳聚糖全部溶解，记为溶液A；S2：将1‑萘基异硫氰酸酯溶于DMSO中，记为溶液B；S3：将所述S1中的溶液A与所述S2中的溶液B混合反应，反应停止后，冷却、抽滤，得灰色固体粗产物，用无水乙醇作溶剂索氏提取6‑10h，弃去溶液，收集固体，真空干燥得到壳聚糖萘基硫脲荧光探针。本发明专利技术制得的壳聚糖萘基硫脲荧光探针对铁离子具有很好的识别效果。

【技术实现步骤摘要】
壳聚糖萘基硫脲荧光探针、制备方法及其在检测铁离子中的应用
本专利技术涉及荧光探针
，尤其涉及壳聚糖萘基硫脲荧光探针、制备方法及其在检测铁离子中的应用。
技术介绍
目前检铁离子的方法主要有：原子吸收分光光度法、电感耦合等离子体原子发射光谱法等，但上述方法需要借助昂贵的仪器和专业的检测人员，检测成本较高。光谱法具有快速响应、操作简便与成本低的特点，因此利用荧光或比色探针来定性与定量检测铁离子己成为研究的热点。然而人工合成的荧光或比色探针多为有机化合物，有机化合物存在着在水中溶解度较低的特性，不能直接在水相中对铁离子的检测。因此，在检测铁离子时一是前处理比较麻烦、操作比较复杂，更重要的是在检测中需要使用有机试剂，往往会对环境造成二次污染。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了壳聚糖萘基硫脲荧光探针、制备方法及其在检测铁离子中的应用。本专利技术提出的壳聚糖萘基硫脲荧光探针，所述壳聚糖萘基硫脲的分子结构式为：本专利技术提出的壳聚糖萘基硫脲荧光探针制备的方法步骤如下：S1：将壳聚糖原料置于容器中，依次加入冰醋酸和水，磁力搅拌下至壳聚糖全部溶解，记为溶液A；S2：将1-萘基异硫氰酸酯溶于DMSO中，记为溶液B；S3：将所述S1中的溶液A与所述S2中的溶液B混合反应，反应停止后，冷却、抽滤，得灰色固体粗产物，用无水乙醇作溶剂索氏提取6-10h，弃去溶液，收集固体，真空干燥得到壳聚糖萘基硫脲荧光探针。优选地，所述S1中壳聚糖原料、冰醋酸和去离子水的质量体积比为1g:1-3mL:60-100mL。优选地，所述S2中1-萘基异硫氰酸酯与DMSO的质量体积比为1g:15-25mL。优选地，所述壳聚糖原料与所述1-萘基异硫氰酸酯的质量比为1:1-2。优选地，所述S3中的反应条件为：85-90℃油浴中，磁力搅拌下回流反应10-14h。优选地，所述S3中真空干燥的条件为：温度60-80℃、时间10-14h。本专利技术提出的壳聚糖萘基硫脲荧光探针在检测铁离子中的应用。与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：本专利技术利用壳聚糖结构中存在着氨基、根据异硫氰酸酯萘酯与氨可进行缩合反应可生成硫脲这一特性，本文将含萘基的荧光团修饰到壳聚糖表面，制备得到壳聚糖萘基硫脲，并以此为金属离子的识别探针。制备的壳聚糖萘基硫脲荧光探针在水相中仅对Fe3+有灵敏度荧光、比色响应，最低检出限可达6.768×10-8mol/L，而对其他金属离子(Cd2+、Mg2+、Mn2+、Zn2+、Ag+、Al3+、Co2+、Cu2+、Hg2+、Ni2+、Pb2+)几乎没有作用。附图说明图1为本专利技术提出的壳聚糖萘基硫脲荧光探针的合成线路图；图2为本专利技术提出的壳聚糖(a)、壳聚糖萘基硫脲(b)、1-萘基异硫氰酸酯(c)红外光谱图；图3为本专利技术提出的壳聚糖(左)及其壳聚糖萘基硫脲(右)的扫描电镜图；图4为本专利技术提出的在水相中Fe3+存在壳聚糖萘基硫脲荧光光谱变化轨迹(左),F0-F与Fe3+的线性关系图(右)；图5为本专利技术提出的水相中不同金属离子存在壳聚糖萘基硫脲溶液中的荧光光谱变化图；图6为本专利技术提出的365nm紫外灯的照射下,聚糖萘基硫脲与不同金属离子发生的比色反应图；图7为本专利技术提出的水相中壳聚糖萘基硫脲与木耳滴定样反应的荧光光谱。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步解说。实施例1本专利技术提出的壳聚糖萘基硫脲荧光探针制备的方法步骤如下：S1：将1g壳聚糖原料置于容器中，依次加入2mL冰醋酸和80mL水，磁力搅拌下至壳聚糖全部溶解，记为溶液A；S2：将2g的1-萘基异硫氰酸酯溶于40mL的DMSO中，记为溶液B；S3：将所述S1中的溶液A与所述S2中的溶液B混合反应，其中壳聚糖原料与所述1-萘基异硫氰酸酯的质量比为1:1.5，反应条件为88℃油浴中，磁力搅拌下回流反应12h，反应停止后，冷却、抽滤，得灰色固体粗产物，用无水乙醇作溶剂索氏提取8h，弃去溶液，收集固体，70℃真空干燥12h得壳聚糖萘基硫脲荧光探针。对实施例1制备的壳聚糖萘基硫脲荧光探针进行结构表征，同时对其金属离子的识别性能进行分析，结果如下。1、荧光探针的结构表征(1)红外光谱采用FrontierFT-IRSpectromete傅立叶变换红外光谱仪(KBr压片法在400～4000cm-1范围内扫描)分别对壳聚糖、壳聚糖萘基硫脲和1-萘基异硫氰酸酯进行红外光谱测试得到图2。图2中(b)为壳聚糖萘基硫脲的红外光谱图，除壳聚糖自有的特征峰之外，1530cm-1位置形成的峰标志着硫脲基团的存在；同时在1250cm-1位置的峰属于C＝S双键的伸缩振动峰。这些特征峰的出现表明硫脲基团成功接入到壳聚糖的分子结构中。(2)扫描电镜图图3为壳聚糖及其壳聚糖萘基硫脲的扫描电镜图。由图3可见，相对壳聚糖萘其壳聚糖萘基硫脲表面结构较疏松，且布有密集的微型空洞，与壳聚糖表面相比有较大的差异。2、荧光探针对Fe3+的荧光/比色传感(1)荧光光谱测试用荧光光谱仪考察了探针及其对Fe3+的荧光性能。具体测试步骤如下：①溶液的配制：以DMSO为溶剂配制得到0.5g/L壳聚糖萘基硫脲溶液，金属离子以水为溶剂分别配成0.01mol/L。②采用RF-5301PC型荧光分光光度计进行荧光光谱测试。于荧光池中，用微量进样器取100μL壳聚糖萘基硫脲溶液稀释在2mL水中，使其浓度恒定在2.38×10-2g/L。再用微量进样器逐次加入一定量不同的金属离子(浓度为0.01mol/L)。以310nm为激发波长，激发狭缝宽度为5nm，发射狭缝宽度为10nm，扫描发得到强发射峰在443nm处，用origin绘荧光光谱图。(2)壳聚糖萘基硫脲对Fe3+的荧光、比色传感图4左显示，水相中壳聚糖萘基硫脲浓度为2.38×10-2g/L时，在激发波长为310nm，激发狭缝宽度为5nm、发射狭缝宽度为10nm的条件下壳聚糖萘基硫脲在443nm处有一个强发射峰，如引入Fe3+并随着浓度的增加，443nm处荧光强度明显的猝灭。当铁离子浓度在0～1.5×10-5mol/L范围内，443nm处的荧光强度差值与铁离子浓度呈良好的线性关系(图4右)。线性拟合得到回归方程为：F0-F＝2.4756×107[Fe3+]+35.1629，相关系数为0.9901。根据测定与计算可以得到壳聚糖萘基硫脲对Fe3+最低检测出限为2.4756×10-8mol/L。但是在相同条件，在壳聚糖溶液中加入其他11种金属离子(Cd2+、Mg2+、Mn2+、Zn2+、Ag+、Al3+、Co2+、Cu2+、Hg2+、Ni2+、Pb2+)几乎没有响应(图5)。表明：壳聚糖萘基硫脲对Fe3+具有灵敏的选择性识别功能。将2ml浓度为2.38×10-2gl/L壳聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.壳聚糖萘基硫脲荧光探针，其特征在于，所述壳聚糖萘基硫脲的分子结构式为：/n

【技术特征摘要】
1.壳聚糖萘基硫脲荧光探针，其特征在于，所述壳聚糖萘基硫脲的分子结构式为：





2.一种如权利要求1所述的壳聚糖萘基硫脲荧光探针的制备方法，其特征在于，方法步骤如下：
S1：将壳聚糖原料置于容器中，依次加入冰醋酸和水，磁力搅拌下至壳聚糖全部溶解，记为溶液A；
S2：将1-萘基异硫氰酸酯溶于DMSO中，记为溶液B；
S3：将所述S1中的溶液A与所述S2中的溶液B混合反应，反应停止后，冷却、抽滤，得灰色固体粗产物，用无水乙醇作溶剂索氏提取6-10h，弃去溶液，收集固体，真空干燥得到壳聚糖萘基硫脲荧光探针。


3.根据权利要求2所述的壳聚糖萘基硫脲荧光探针的制备方法，其特征在于，所述S1中壳聚糖原料、冰醋酸和去离子水的质量体积比为1g:1-3mL:60-100mL...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂丽，黄磊，王军，周贤亚，
申请(专利权)人：皖西学院，
类型：发明
国别省市：安徽;34