一种近红外二区甲基汞离子检测探针及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种近红外二区甲基汞离子检测探针及其制备和应用，该检测探针在罗丹明结构中含有单硫螺内酯基团，与甲基汞结合后，探针经历了从无荧光的硫内酯形式到近红外二区荧光开环形式的独特转变。将近红外二区荧光染料溶于二氯甲烷中，滴加酰氯化试剂，回流反应，冷却，制得酰氯中间体；将酰氯中间体溶于四氢呋喃中，加入硫化钠水溶液，搅拌反应，调节反应后液呈中性，抽滤，将滤渣完全溶于二氯甲烷，干燥；所得固体用硅胶柱色谱，制得近红外二区甲基汞离子检测探针。该检测探针用于甲基汞离子检测。该检测探针属于激活型探针，发射波长处于近红外二区，可大大降低复杂水样检测的干扰，提高检测精度；对甲基汞离子的检测限可达到纳摩尔级。到纳摩尔级。到纳摩尔级。

【技术实现步骤摘要】
一种近红外二区甲基汞离子检测探针及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于化学分析检测
，涉及一种可激活的近红外二区甲基汞离子检测探针及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]汞作为环境中毒性最强的重金属之一，在自然界中会转化为毒性更强的有机汞。甲基汞（MeHg
+
）是有机汞的常见形式，比无机汞表现出更高的生物毒性。甲基汞存在生态环境中，通过水生食物链传递，并在人体内富集，进入人体后主要在肾脏和神经组织中积累。“水俣病”证明了甲基汞对人类健康的致命风险。水体中丰富的有机物会加速汞的甲基化进程。因此开发用于甲基汞检测的探针对环境治理和社会健康等方面具有重大意义。
[0003]目前，甲基汞的检测主要是通过色谱系统（如气相色谱、高效液相色谱和毛细管电泳）与不同的元素特异性检测器（如电感耦合等离子体质谱、冷蒸气原子吸收光谱法和原子发射光谱法）联用进行的。这些方法因仪器昂贵、分析过程复杂和需要专业人员等因素而应用受限。相对于以上检测方法，荧光检测法不仅方法简便，而且在灵敏度、选择性、响应时间、现场测定等方面均有突出优点。地下水是一个复杂的环境，包含多种有机质和生物样品，近红外二区荧光能有效避免复杂水样中有机物荧光发射的干扰，从而大大提高检测的准确度。因此，开发新型高效的甲基汞离子检测探针，尤其是近红外二区荧光发射具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种可激活的高效的近红外二区甲基汞离子检测探针。
[0005]本专利技术的第二个目的是提供一种上述检测探针的制备方法。
[0006]本专利技术的第三个目的是提供一种上述检测探针在甲基汞离子检测中的应用。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种近红外二区（NIR
‑Ⅱ
）甲基汞离子检测探针，其结构式如下：本专利技术所采用的第二个技术方案是：一种上述检测探针的制备方法，按以下步骤进行：1）按摩尔比1 : 3～6，分别取近红外二区荧光染料（化合物1）和酰氯化试剂，再按
1mol近红外二区荧光染料需用10～20L二氯甲烷的比例，取二氯甲烷；将近红外二区荧光染料加入二氯甲烷，搅拌至近红外二区荧光染料完全溶解，得混合液；0～5℃温度下，搅拌混合液，并滴加酰氯化试剂，滴加完成后，升温至20～40℃回流反应2～8 h，溶液颜色由绿色变为蓝色，自然冷却至室温，减压除去溶剂，得到酰氯中间体（化合物2）；酰氯化试剂采用二氯亚砜、草酰氯或三氯氧磷。
[0008]2）按1mol酰氯中间体需用10～20L四氢呋喃和2.5～5L摩尔浓度为2M的硫化钠水溶液的比例，分别取酰氯中间体、四氢呋喃和硫化钠水溶液；将酰氯中间体完全溶解于四氢呋喃中，再加入硫化钠水溶液，在20～40 ℃温度下搅拌反应4～12 h，反应液颜色由蓝色变为棕色，用饱和碳酸氢钠溶液调节反应后液呈中性，得悬浊液，抽滤悬浊液，收集滤渣，将滤渣完全溶解于二氯甲烷中，用无水硫酸钠干燥，减压除去溶剂；所得固体用硅胶柱色谱（200～300目）分离纯化，洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯（体积比V
石油醚
︰V
乙酸乙酯
=20︰1）的混合物，制得近红外二区甲基汞离子检测探针（化合物3）。
[0009]上述制备方法的合成路线如下：本专利技术制备方法基于近红外二区花菁染料骨架，利用甲基汞和硫原子之间的强结合，制备了可激活的NIR
‑Ⅱ
甲基汞离子检测探针（化合物3）。该检测探针在罗丹明结构中含有单硫螺内酯基团，与甲基汞结合后，探针经历了从无荧光的硫内酯形式化合物3到近红外二区荧光开环形式化合物1的独特转变。因此，可以根据化合物3荧光强度的变化识别和定量检测甲基汞离子。
[0010]本专利技术检测探针的检测原理如下所示：本专利技术所采用的第三个技术方案是：一种上述检测探针在甲基汞离子检测中的应用，包括如下步骤：1）首先配置下列溶液：配制缓冲溶液：称取2.9789 g的4
‑
羟乙基哌嗪乙磺酸（HEPES）溶解于200 mL二次
水中，用摩尔浓度0.5 M的氢氧化钠溶液调节pH值为7.4，转移到250 mL容量瓶中，定容，得摩尔浓度50 mM的HEPES缓冲溶液（pH=7.4）；将化合物3溶于二甲基亚砜，制成摩尔浓度2.0mM的第一母液；将MeHgCl溶于二次水，配成摩尔浓度2.5 mM的第二母液；将NaCl、KCl、CaCl2、CuCl2·
H2O、SnCl2·
2H2O、CrCl3·
6H2O、PbCl2、MgCl2、ZnCl2、CdCl2·
2.5H2O、NiCl2·
6H2O、FeCl3·
6H2O、MnCl2·
4H2O分别溶于二次水，配成不同的金属离子母液，所有金属离子母液的摩尔浓度均为2.5 mM。
[0011]2）按体积比1︰1将摩尔浓度50 mM的HEPES缓冲溶液和无水乙醇配制成稀释液；然后，用稀释液将第一母液和所有的金属离子母液均稀释到所需的浓度；3）进行下列几项检测：
ⅰ
）对稀释后的第一母液进行检测，测定化合物3的紫外吸收和荧光光谱。
[0012]ⅱ
）将第二母液加入稀释后的第一母液中，测定化合物3与甲基汞离子反应后的紫外吸收和荧光光谱。
[0013]ⅲ
）将第二母液加入稀释后的第一母液中，分别测定在不同时刻化合物3与甲基汞离子反应后溶液的紫外吸收光谱。
[0014]ⅳ
）在HEPES缓冲液和乙醇(体积比1︰1)体系（稀释液）中，分别取不同体积的第二母液加入稀释后浓度为2μM的第一母液（2mL）中，测定化合物3与不同浓度甲基汞离子反应后溶液的荧光光谱，并根据荧光发射峰的强度与甲基汞离子浓度的关系制作工作曲线。
[0015]ⅴ
）取体积相同的不同的金属离子母液，然后在每份金属离子母液中均加入相同体积的稀释后的第一母液，测定化合物3与不同金属离子的荧光光谱。
[0016]ⅵ
）取体积相同的不同的金属离子母液，然后在每份金属离子母液中均加入相同体积的稀释后的第一母液和相同体积的第二母液，分别测定化合物3与甲基汞离子以及共存的不同金属离子反应后的荧光光谱。
[0017]本专利技术检测探针的有益效果在于：1）本专利技术检测探针的制备过程中，可以根据具体目标修饰响应基团，制备方法可拓展性强。
[0018]2）检测探针属于激活型探针，发射波长处于近红外二区，可大大降低复杂水样检测的干扰，提高检测精度。
[0019]3）对甲基汞离子的检测限低，可以达到纳摩尔级。
[0020]4）对甲基汞离子的识别灵敏度高，特异性强以及抗干扰性良好。
附图说明
[0021]图1为实施例1制得的检测探针及该检测探针在甲基汞离子存在时的紫外光谱图和荧光光谱图。
[0022]图2为实施例1制得的检测探针在甲基汞离子存在下，856 nm处的吸收强度随时间变化图。
[0023]图3为实施例1制得的检测探针响本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近红外二区甲基汞离子检测探针，其特征在于，该检测探针的结构式为：。2.一种权利要求1所述近红外二区甲基汞离子检测探针的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）按摩尔比1 : 3～6，分别取近红外二区荧光染料和酰氯化试剂，再按1mol近红外二区荧光染料需用10～20L二氯甲烷的比例，取二氯甲烷；将近红外二区荧光染料加入二氯甲烷，搅拌至近红外二区荧光染料完全溶解，得混合液；0～5℃温度下，搅拌混合液，并滴加酰氯化试剂，滴加完成后，升温至20～40℃回流反应2～8h，自然冷却至室温，减压除去溶剂，得到酰氯中间体；2）按1mol酰氯中间体需用10～20L四氢呋喃和2.5～5L摩尔浓度为2M的硫化钠水溶液的比例，分别取酰氯中间体...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪宝堆，李欣悦，张华，海军，高宁双，常新月，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：