一種汞離子探針及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種新型隸離子探針及其制備方法，特別涉及該探針的實(shí)際應(yīng)用性 能；作為試紙條對(duì)隸離子超高靈敏度的檢測(cè)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隸及其各種存在形式對(duì)人體和環(huán)境都具有極大的毒害作用。雖然各國政府及環(huán)保 機(jī)構(gòu)都制定了嚴(yán)格的關(guān)于隸使用及排放的標(biāo)準(zhǔn)，但由于人類活動(dòng)W及自然界的排放，越來 越嚴(yán)重的隸污染已經(jīng)對(duì)人類和環(huán)境造成了嚴(yán)重威脅。因此，發(fā)展快速方便、經(jīng)濟(jì)、高性能的 隸離子檢測(cè)手段顯得越來越迫切。近年來，由于人們的不懈努力，英光、比色、電化學(xué)W及其 它很多種類的隸離子傳感器被開發(fā)應(yīng)用。在該些方法中，基于化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)型隸離子傳 感器由于其優(yōu)異的選擇性，受到了越來越多的重視。到目前為止，一系列的反應(yīng)型隸離子傳 感器已經(jīng)被研發(fā)出來。雖然該種方法的靈敏度在溶液中較好，但是由于受到反應(yīng)自身的限 巧||，作為試紙條在實(shí)際應(yīng)用中其靈敏度往往較低，一般只有1(T4~10可1〇1/1的最低檢出濃 度，限制了其進(jìn)一步發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用。因此如何進(jìn)一步提高傳感器在固態(tài)時(shí)的檢出限具有 非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的主要是運(yùn)用新的策略，通過合理的分子設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)隸離子高選擇性 和高靈敏度的檢測(cè)，并且希望所開發(fā)的傳感器是一種快速高效、廉價(jià)并且可W實(shí)際應(yīng)用的 隸離子檢測(cè)工具。我們發(fā)現(xiàn)接力的策略實(shí)現(xiàn)了一種多級(jí)放大的效果，同時(shí)該種探針可W方 便廉價(jià)的制備成穩(wěn)定的試紙條。更重要的是，在僅憑肉眼觀察的情況下，所制備的試紙條對(duì) 隸離子水溶液的檢出限達(dá)到了lXl(Tmol/L(20ppb)。該種傳感器實(shí)現(xiàn)了對(duì)隸離子的快速 高效檢測(cè)，并且是一種極具實(shí)際應(yīng)用價(jià)值、經(jīng)濟(jì)的方法。
[0004] 本發(fā)明通過一種接力的策略，將隸離子促進(jìn)的縮硫麗脫保護(hù)反應(yīng)與化學(xué)堿引發(fā)的 麗-帰醇異構(gòu)化反應(yīng)有機(jī)地結(jié)合起來，使得所制備的探針同時(shí)具備兩者的優(yōu)勢(shì)：優(yōu)秀的選 擇性和超高的靈敏度，從而實(shí)現(xiàn)了一種多級(jí)放大的效果。在試紙條實(shí)驗(yàn)中，無色到紫色該種 巨大的顏色變化可W通過肉眼直接觀察而不需要借助其它任何儀器，并且其對(duì)隸離子水溶 液的檢出限達(dá)到了lXl(T7mol/L(20ppb)。實(shí)現(xiàn)了對(duì)隸離子快速，方便，經(jīng)濟(jì)的檢測(cè)，尤其是 如此低的檢出限可W方便地應(yīng)用于生活廢水和工業(yè)廢水的直接檢測(cè)。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下：
[0006]-種隸離子探針，即化合物TPE-S，具有式（I)所示的結(jié)構(gòu)：
[0007]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種汞離子探針，其特征在于，具有式（I)所示的結(jié)構(gòu)：
2. -種制備權(quán)利要求1所述的汞離子探針的方法，其特征在于，包括以下步驟：首先四 苯乙烯與硝基苯乙酸進(jìn)行付克酰基化反應(yīng)得到化合物TPE-O ;然后化合物TPE-O與1，2-乙 二硫醇反應(yīng)得到權(quán)利要求1所述的汞離子探針；所述的化合物TPE-O的結(jié)構(gòu)式如式（II)所 示：
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備汞離子探針的方法，其特征在于，具體包括以下步驟： (1) 氮?dú)夥諊?，攪拌條件下將過量的二氯亞砜加入到對(duì)硝基苯乙酸的硝基苯溶液中， 65°C反應(yīng)12個(gè)小時(shí)，然后真空下將過量的二氯亞砜除去；冰浴條件下，加入四苯乙烯和三 氯化鋁，其中，對(duì)硝基苯乙酸、四苯乙烯和三氯化鋁的摩爾比為1 :1 :1，室溫反應(yīng)4小時(shí)，純 化得到化合物TPE-O ; (2) 氮?dú)夥諊?，將化合物TPE-O和干燥的二氯甲烷混勻，攪拌條件下滴加1，2-乙二硫 醇和三氟化硼-乙醚絡(luò)合物，其中化合物ΤΡΕ-0、1，2-乙二硫醇和三氟化硼-乙醚絡(luò)合物的 摩爾比為I :1. 5 :3,30°C反應(yīng)過夜，即得到權(quán)利要求1所述的汞離子探針。
4. 權(quán)利要求1所述的汞離子探針在汞離子檢測(cè)的應(yīng)用。
5. -種利用權(quán)利要求1所述的汞離子探針檢測(cè)溶液中汞離子的方法，其特征在于，包 括以下步驟：將權(quán)利要求1所述的汞離子探針配制成四氫呋喃溶液，然后加入含有汞離子 的溶液，混合均勻，再加入堿，室溫下觀察溶液顏色的變化，溶液顏色從淺黃色變成紅紫色， 即檢測(cè)出汞離子的存在。
6. -種汞離子檢測(cè)試紙，其特征在于通過包含如下步驟的方法制備得到：將紙條浸泡 在濃度為IX l〇_3mol/L的權(quán)利要求1所述的汞離子探針的四氫呋喃溶液中，然后將紙條取 出，在空氣中干燥，即得到汞離子檢測(cè)試紙。
7. 權(quán)利要求6所述的汞離子檢測(cè)試紙?jiān)诠x子檢測(cè)中的應(yīng)用。
8. -種利用權(quán)利要求6所述的汞離子檢測(cè)試紙檢測(cè)汞離子的方法，其特征在于：將權(quán) 利要求6所述的汞離子檢測(cè)試紙?jiān)诤泄x子的溶液中浸濕，取出，晾干，向試紙上滴加叔 丁醇鉀的叔丁醇飽和溶液，試紙的顏色由無色逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樯钭仙?，即檢測(cè)出汞離子的存在。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種汞離子探針及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明所涉及的探針化合物可用作汞離子水溶液的熒光、比色傳感器，該化合物制備簡(jiǎn)易，對(duì)汞離子的檢測(cè)具有極好的選擇性和靈敏度，并且具有極快的反應(yīng)時(shí)間。特別是，由該化合物制備的試紙條對(duì)汞離子具有超高的靈敏度，其對(duì)汞離子的熒光響應(yīng)檢出限為1×10-6mol/L，對(duì)汞離子的比色響應(yīng)檢出限為1×10-7mol/L(20ppb)。在實(shí)際應(yīng)用中，在僅憑肉眼而無需任何其它儀器的幫助下，該化合物制備的試紙條對(duì)汞離子水溶液的檢出限為20ppb。結(jié)合試紙條方便廉價(jià)的制備，以及便于存儲(chǔ)和實(shí)際操作的特性，使得本發(fā)明的汞離子傳感器可以開發(fā)為現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)汞離子污染的實(shí)際應(yīng)用工具。
【IPC分類】C07D339-06, G01N21-78
【公開號(hào)】CN104829589
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510162242
【發(fā)明人】李振, 阮志軍, 秦金貴
【申請(qǐng)人】武漢大學(xué)
【公開日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年4月8日