System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种用于检测草甘膦的山奈酚-Al3+络合物荧光探针及其制备方法技术_技高网

一种用于检测草甘膦的山奈酚-Al3+络合物荧光探针及其制备方法技术

技术编号:43394859 阅读:3 留言:0更新日期:2024-11-19 18:10
本发明专利技术涉及草甘膦检测领域,公开了一种用于检测草甘膦的山奈酚‑Al<supgt;3+</supgt;络合物荧光探针及其制备方法。由于草甘膦与Al<supgt;3+</supgt;的络合能力强于山奈酚与Al<supgt;3+</supgt;的络合能力,在山奈酚‑Al<supgt;3+</supgt;络合物荧光探针中加入草甘膦,草甘膦夺取Al<supgt;3+</supgt;,探针解络合,呈现明显的荧光猝灭,基于该原理实现对草甘膦的检测。本发明专利技术构建的荧光传感体系检测草甘膦不受其他农药的干扰,具有制备简单、高选择性、高灵敏性和响应速度快的特点,实现了对草甘膦的痕量检测。此外,由本发明专利技术的荧光探针制成的试纸能够在紫外线照射下可视化检测草甘膦。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及草甘膦检测领域,具体涉及到一种用于检测草甘膦的山奈酚-al3+络合物荧光探针及其制备方法。


技术介绍

1、草甘膦(glyphosate,gly)是一种有机磷除草剂,具有极强的内吸传导性和广谱灭杀效果,现已成为应用范围最广、产销量最大的除草剂品种。长期广泛的使用草甘膦,导致农作物、土壤、水体等存在大量残留有草甘膦;草甘膦具有生殖毒性、诱突变性等,因而对人类健康和生态环境的危害极大,草甘膦残余水平已成为食品、环境等相关领域监测的重点项目之一。目前,全球已有30多个国家开始限制甚至禁止草甘膦的使用,并且加强对其在农作物及环境中残留水平的检测。美国环境保护署(usepa)将饮用水中草甘膦的最大污染水平(mcl)设定为4.1μm。在我国,国标gb 5749-2022规定:草甘膦在饮用水残留的最大浓度不超过0.7μg/ml。目前对包括草甘膦在内的有机磷农药残留量的检测方法主要有以下几种:气相色谱法(gc)、毛细管电泳法(ce)和高效液相色谱法(hplc)等。这些方法具有较高的灵敏度,但是需要精密的仪器和专业的操作人员,需要对草甘膦进行衍生化处理,样品制备较复杂,不利于草甘膦的快速检测。因此,迫切需要开发一种便捷且快速的检测草甘膦的分析方法。

2、荧光探针利用荧光性能可以对金属离子、阴离子和小分子进行检测,具有操作简便、灵敏度高、特异性强等优点,并且不需要借助昂贵的仪器,非常适用于实时或原位检测。目前利用荧光探针检测草甘膦的相关研究取得了一定的进展,如中国专利cn117723526a《一种单原子纳米酶基荧光探针快速检测草甘膦和镉方法》以叶绿素钠盐为配体,fe3+为中心原子,合成与天然金属酶的活性中心具有相似结构fe-n-c单原子纳米酶。当cd2+被引入到体系中时,fe-n-c的电子转移加强,使fe-n-c过氧化酶活性得到加强,体系荧光增强,而当加入草甘膦时,由于草甘膦竞争夺取fe3+与cd2+,fe-n-c模拟过氧化酶活性受到抑制,体系荧光强度降低,由此实现高灵敏检测草甘膦。但是检测过程中需引入重金属镉,可能会对人和环境产生危害。中国专利cn115494033a《一种草甘膦的检测方法》将柠檬酸和乙二胺混合后进行水热反应,得到氮掺杂碳点(n-cds)。n-cds对cu2+显现出良好的识别能力,cu2+通过静态荧光猝灭效应显著抑制其荧光;由于草甘膦与cu2+的螯合作用强于n-cds,将草甘膦添加至n-cds/cu2+体系后,n-cds被转变为游离态,使其荧光再次开启,实现了草甘膦的检测。虽然该碳点制备工艺简单、性能稳定,并在一定程度上实现草甘膦的简便检测,但仍存在响应时间较长、可视化检测效果不佳等缺陷。中国专利cn114989146b《“开-关-开”型连续检测cu(ⅱ)和草甘膦的喹啉类荧光探针及其制备方法和应用》以喹啉-2-甲酰肼和7-(二乙氨基)香豆素-3-甲醛为原料合成喹啉类荧光探针。虽然喹啉类荧光探针对草甘膦检测限低,但是得到最终产物需多步合成,反应过程复杂,制备成本较高。因此,开发一种经济高效、对环境友好、可可视化、响应速度快的检测草甘膦荧光探针具有重要意义。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本专利技术提供了一种检测草甘膦的山奈酚-al3+络合物荧光探针,该探针制备简单,可实现高效灵敏、快速检测草甘膦,并且利用该探针制成的纤维素试纸能够在紫外灯照射下“裸眼”识别并检测草甘膦。

2、本专利技术的目的是提供一种制备简单、环境友好型、可可视化的络合物荧光探针,并提供该荧光探针在检测草甘膦领域的应用。

3、本专利技术的目的至少通过如下技术方案之一实现:

4、本专利技术提供的一种用于检测草甘膦的荧光探针,所述荧光探针为山奈酚-al3+络合物荧光探针(简称kfr-al3+),分子结构式如下:

5、

6、本专利技术提供的一种用于检测草甘膦的山奈酚-al3+络合物荧光探针的制备方法,合成路线如下:

7、

8、本专利技术提供的一种用于检测草甘膦的山奈酚-al3+络合物荧光探针的制备方法,具体包括如下步骤:

9、将山奈酚(kfr)加入乙醇中,搅拌至完全溶解后,加入铝盐,常温下搅拌反应得到山奈酚-al3+络合物乙醇溶液;反应结束后,旋蒸得到黄褐色固体,用无水乙醇和水多次洗涤沉淀物,真空干燥,得到黄褐色粉状固体,即为山奈酚-al3+络合物荧光探针(kfr-al3+)。

10、优选地,所述铝盐为六水合氯化铝、硫酸铝、硝酸铝中的任意一种。

11、优选地,所述山奈酚与铝盐的摩尔比为1:(1-1.5)。

12、优选地,所述山奈酚与乙醇的摩尔体积比为1mol/12ml~1mol/30ml。

13、优选地,所述搅拌反应的时间为1-2h。

14、优选地,所述真空干燥的温度为25-40℃,时间为6-12h。

15、本专利技术技术方案的原理:山奈酚中的两芳环可互相自由旋转,其处于激发态能量可以通过非辐射跃迁的方式耗散掉,进而使其荧光很微弱。但与al3+络合后,因空间位阻增大阻碍了旋转运动,减弱了非辐射跃迁的能量耗散,从而增强了荧光。农药草甘膦中的膦酸基团、仲胺基团和羧基均可与al3+络合,草甘膦与al3+具有较强的结合力,可夺取与山奈酚络合的al3+,使探针荧光猝灭,从而实现对草甘膦的检测。而山奈酚仅有一个配体对al3+起到配位作用,山奈酚对al3+的络合能力较弱,因而草甘膦能够快速夺取al3+。基于上述原理,使用该探针可实现对草甘膦响应灵敏度高、检测时间短的目的。

16、本专利技术还提供一种由上述山奈酚-al3+络合物荧光探针制成的试纸在紫外灯照射下“裸眼”识别并检测草甘膦的应用。该试纸由纤维素空白试纸条浸渍于山奈酚-al3+络合物乙醇溶液中自然晾干制成。

17、与现有技术相比,本专利技术具有如下的有益效果:

18、(1)本专利技术所制备的荧光探针以天然产物山奈酚为主要原料,其具有简单易得、毒性低、对环境友好的优点。同时,本专利技术的荧光探针,采用一步法制备,制备方法简单、高效且成本较低,可以适用于大规模工业化生产。

19、(2)本专利技术所制备的山奈酚-al3+络合物荧光探针对草甘膦具有良好的选择性,不受其它农药干扰,并且响应速度快。本专利技术的山奈酚-al3+络合物荧光探针对草甘膦检出限为4.9×10-7mol/l(即8.3×10-2mg/l),能够满足我国生活饮用水卫生标准(gb5749-2022)的检测需求,具有较高的灵敏度,实现了草甘膦的痕量检测。

20、(3)本专利技术所制备的山奈酚-al3+络合物荧光探针可制成试纸,在紫外灯照射下就能可视化识别并检测草甘膦,实用性强,具有良好的应用前景。

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【技术保护点】

1.一种用于检测草甘膦的山奈酚-Al3+络合物荧光探针,其特征在于,所述荧光探针的结构式如下:

2.一种权利要求1所述的用于检测草甘膦的山奈酚-Al3+络合物荧光探针的制备方法,其特征在于,合成路线如下:

3.根据权利要求2所述的一种用于检测草甘膦的山奈酚-Al3+络合物荧光探针的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的一种用于检测草甘膦的山奈酚-Al3+络合物荧光探针的制备方法,其特征在于,所述铝盐为六水合氯化铝、硫酸铝、硝酸铝中的任意一种。

5.根据权利要求3所述的一种用于检测草甘膦的山奈酚-Al3+络合物荧光探针的制备方法,其特征在于,所述山奈酚与铝盐的摩尔比为1:(1-1.5)。

6.根据权利要求3所述的一种用于检测草甘膦的山奈酚-Al3+络合物荧光探针的制备方法,其特征在于,所述山奈酚与乙醇的摩尔体积比为1mol/12mL~1mol/30mL。

7.根据权利要求3所述的一种用于检测草甘膦的山奈酚-Al3+络合物荧光探针的制备方法,其特征在于,所述搅拌反应的时间为1-2h。>

8.根据权利要求3所述的一种用于检测草甘膦的山奈酚-Al3+络合物荧光探针的制备方法,其特征在于,所述真空干燥的温度为25-40℃,时间为6-12h。

9.权利要求1所述的山奈酚-Al3+络合物荧光探针在检测草甘膦中的应用。

10.一种荧光探针试纸,其特征在于,由纤维素空白试纸条浸渍于权利要求3所述的山奈酚-Al3+络合物乙醇溶液中自然晾干制成,在紫外灯照射下可视化识别并检测草甘膦。

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【技术特征摘要】

1.一种用于检测草甘膦的山奈酚-al3+络合物荧光探针,其特征在于,所述荧光探针的结构式如下:

2.一种权利要求1所述的用于检测草甘膦的山奈酚-al3+络合物荧光探针的制备方法,其特征在于,合成路线如下:

3.根据权利要求2所述的一种用于检测草甘膦的山奈酚-al3+络合物荧光探针的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的一种用于检测草甘膦的山奈酚-al3+络合物荧光探针的制备方法,其特征在于,所述铝盐为六水合氯化铝、硫酸铝、硝酸铝中的任意一种。

5.根据权利要求3所述的一种用于检测草甘膦的山奈酚-al3+络合物荧光探针的制备方法,其特征在于,所述山奈酚与铝盐的摩尔比为1:(1-1.5)。

6.根据权利要求3所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴水珠周伟曾钫
申请(专利权)人:华南理工大学
类型:发明
国别省市:

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