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() 一种检测大气中过氧自由基的荧光探针及其制备方法技术_技高网

一种检测大气中过氧自由基的荧光探针及其制备方法技术

技术编号:44506555 阅读:3 留言:0更新日期:2025-03-07 13:04
本发明专利技术涉及自由基检测方法技术领域,具体公开了一种检测大气中过氧自由基的荧光探针和其化学结构式;并提供了其制备方法和应用。该荧光探针具有较好的环境友好性、高灵敏度及选择性,且制备过程简单,材料易得,为大气环境中过氧自由基的检测提供了新的便捷手段和思路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于自由基检测方法,具体涉及一种检测大气中过氧自由基的荧光探针及其制备方法


技术介绍

1、近年来,随着我国电动汽车及新能源的使用,汽车尾气及工业废气排放等问题也得到了有效控制控制,区域空气质量得到大大改善。但是,现如今近地面臭氧问题及二次大气污染物爆发式增长等问题仍亟待解决,大气自由基在此过程中扮演着重要的角色,有必要对其分布与产生机理进行深入研究,而在大气自由基之中,过氧自由基(ro2.,其中r为任何有机基团)是大气对流层中二次空气污染物的主要来源,被认为是大气自由基转化循环的重要中间体。因此,了解大气中ro2.的种类和转化机制对于保障公众健康和打破大气自由基污染循环至关重要。

2、目前存在的大气自由基检测技术有电子自旋共振技术、化学放大法、激光诱导荧光法、化学电离质谱法等方法,但是这些检测方法往往需要昂贵的仪器与复杂的技术,很难进行机动测量,同时外场实际检测干扰大,难以分析真实的自由基浓度信号。

3、与上面这些技术相比化学荧光探针法的优势在于其拥有潜在的分物种捕集自由基能力,由于探针的结构往往只能与一种或一类自由基进行特异性反应,不易受到其他大气氧化物种的影响,且探针与自由基形成的自由基加合物能够保留下原始过氧自由基的r基团结构信息,这就为进一步探究大气过氧自由基物种分布提供了基础,同时化学探针法还具备操作简单、采集方便等特点,避免了前述各类仪器复杂的装配与搬运过程。因此开发一种能够适用实际大气过氧自由基检测的荧光探针与相应的采样方法对于大气过氧自由基的检测有着重要的价值及意义。

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技术实现思路

1、本专利技术的第一个目的是为了解决大气中过氧自由基检测方法缺失的问题,提供一种便捷高效的检测大气中过氧自由基的荧光探针。

2、本专利技术的第二个目的是提供上述荧光探针的制备方法。

3、本专利技术的第三个目的是提供上述荧光探针的应用。

4、本专利技术的目的通过以下技术方案来具体实现:

5、一种检测大气中过氧自由基的荧光探针,所述荧光探针具有如下化学结构式:

6、

7、上述检测大气中过氧自由基的荧光探针的制备方法,包括如下步骤:

8、(1)将2,5-呋喃二甲酸与氯化亚砜混合搅拌,加入dmf作为反应催化剂,在惰性气体环境、加热条件下进行回流反应,冷却至室温后将反应物蒸发去除多余的氯化亚砜,得到固体化合物1;

9、(2)将化合物1加入二氯甲烷溶解,将含有化合物1的黄色溶液滴加至溶有氮氧自由基哌啶醇的二氯甲烷溶液中,加入无水硫酸钠粉末,然后加入吡啶作为缚酸剂,在惰性气体环境下进行搅拌反应,然后进行柱层析分离得到固体产物,即为荧光探针。

10、作为优选的,步骤(1)中,所述2,5-呋喃二甲酸与氯化亚砜的用量比为0.5mol:1l;所述氯化亚砜与dmf的体积比为100:1,所述回流反应为在常压、70-80℃条件下回流3h。

11、作为优选的,步骤(2)中,所述氮氧自由基哌啶醇与化合物1的摩尔比为1:1;所述化合物1在二氯甲烷中溶解后的浓度为0.5mol/l;所述无水硫酸钠与化合物1的摩尔比为1:2,所述吡啶与化合物1的摩尔比为1:1;所述搅拌反应在常温反应12h。

12、进一步优选的,步骤(2)中,所述柱层析分离采用石油醚与乙酸乙酯的混合溶剂为洗脱剂,所述石油醚和乙酸乙酯的体积比为4:1。

13、作为优选的,步骤(1)、步骤(2)中的惰性气体为氮气。

14、上述荧光探针在大气环境中检测短碳链过氧自由基的应用。

15、进一步的,所述荧光探针在实际大气环境的应用如下:将荧光探针甲醇溶液负载于玻璃纤维膜表面,制备得到的荧光探针膜置于大气采样器上,在外界大气环境下将空气透过荧光探针膜,采样完成后,将膜成分溶解于甲醇中并进行荧光光谱测试。荧光强度越高则相应的短碳链过氧自由基浓度越高。

16、作为优选的,所述荧光探针甲醇溶液的浓度为10mmol/l、体积为2ml,采样时所述空气透过荧光探针膜的流速为100l/min,所述玻璃纤维的直径为90mm。

17、本专利技术制得的荧光探针与不同碳链长度的过氧自由基结合产生不同分子质量的自由基加合物,可以通过气相色谱-质谱联用法分析得到相应碳数的过氧自由基浓度。

18、本专利技术的探针捕集反应过程如下(以甲基过氧自由基为例):

19、

20、本专利技术与现有技术相比具有如下优点:

21、本专利技术的荧光探针具有较好的环境友好性、高灵敏度及选择性,且制备过程简单,材料易得,可以作为大气环境中检测短碳链过氧自由基浓度的手段,填补了大气环境中过氧自由基分类检测的空白,为大气环境中过氧自由基的检测提供了新的便捷手段和思路;使用该荧光探针检测大气环境中短碳链过氧自由基的方法灵敏度高、重复性好,抗干扰能力强,可应用于实际复杂大气情况下短碳链过氧自由基的浓度检测。

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【技术保护点】

1.一种检测大气中过氧自由基的荧光探针,其特征在于,所述荧光探针具有如下化学结构式:

2.权利要求1所述的检测大气中过氧自由基的荧光探针的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

3.根据权利要求2所述的检测大气中过氧自由基的荧光探针的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述2,5-呋喃二甲酸与氯化亚砜的用量比为0.5mol:1L;所述氯化亚砜与DMF的体积比为100:1,所述回流反应为在常压、70-80℃条件下回流3h。

4.根据权利要求2所述的检测大气中过氧自由基的荧光探针的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述氮氧自由基哌啶醇与化合物1的摩尔比为1:1;所述化合物1在二氯甲烷中溶解后的浓度为0.5mol/L;所述无水硫酸钠与化合物1的摩尔比为1:2,所述吡啶与化合物1的摩尔比为1:1;所述搅拌反应在常温反应12h。

5.根据权利要求2或4所述的检测大气中过氧自由基的荧光探针的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述柱层析分离采用石油醚与乙酸乙酯的混合溶剂为洗脱剂,所述石油醚和乙酸乙酯的体积比为4:1。

6.根据权利要求2所述的检测大气中过氧自由基的荧光探针的制备方法,其特征在于,步骤(1)、步骤(2)中的惰性气体为氮气。

7.权利要求1所述的荧光探针在大气环境中检测短碳链过氧自由基的应用。

8.根据权利要求7所述的应用,其特在在于,所述荧光探针在实际大气环境的应用如下:将荧光探针甲醇溶液负载于玻璃纤维膜表面,制备得到的荧光探针膜置于大气采样器上,在外界大气环境下将空气透过荧光探针膜,采样完成后,将膜成分溶解于甲醇中并进行荧光光谱测试。

9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,所述荧光探针甲醇溶液的浓度为10mmol/L、体积为2mL,采样时所述空气透过荧光探针膜的流速为100L/min。

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【技术特征摘要】

1.一种检测大气中过氧自由基的荧光探针,其特征在于,所述荧光探针具有如下化学结构式:

2.权利要求1所述的检测大气中过氧自由基的荧光探针的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

3.根据权利要求2所述的检测大气中过氧自由基的荧光探针的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述2,5-呋喃二甲酸与氯化亚砜的用量比为0.5mol:1l;所述氯化亚砜与dmf的体积比为100:1,所述回流反应为在常压、70-80℃条件下回流3h。

4.根据权利要求2所述的检测大气中过氧自由基的荧光探针的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述氮氧自由基哌啶醇与化合物1的摩尔比为1:1;所述化合物1在二氯甲烷中溶解后的浓度为0.5mol/l;所述无水硫酸钠与化合物1的摩尔比为1:2,所述吡啶与化合物1的摩尔比为1:1;所述搅拌反应在常温反应12h。

5.根据权利要求2或4所述的检...

【专利技术属性】
技术研发人员:王国英李昕李嘉贤闫欣杨洋康至琪
申请(专利权)人:兰州理工大学
类型:发明
国别省市:

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