專利名稱：用于汞離子檢測的熒光化學傳感器及制備和應用方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一類用于汞離子檢測的熒光化學傳感器的制備和應用方法，具體是基于2-取代喹唑啉-4 (3H)-硫酮衍生物的汞離子熒光化學傳感器的制備和應用方法。
背景技術：
汞是對人體和環(huán)境最具威脅和毒害作用的金屬元素之一，這是由于其具有持久性、易遷移性和高度的生物富集性；而且汞及汞鹽在工業(yè)中使用很廣，基于上述原因，環(huán)境中汞的檢測引起人們的廣泛關注，開發(fā)研制一種成本低、響應快、易實現(xiàn)、能應用于自然環(huán)境和生物體系的新型Hg2+檢測手段顯得尤為重要。迄今對于Hg2+的檢測己經(jīng)發(fā)展出多種方法，如原子吸收光譜、原子發(fā)射光譜等。然而這些方法有著很多缺點，如樣品需要處理、檢測不夠快速、檢測價格昂貴等。在許多重要的應用場合，人們迫切需要快速、準確、低成本并能選擇性地分析檢測汞的方法，而化學傳感器能較好地滿足以上要求。
化學傳感器是近年發(fā)展起來的一種新型微量和痕量分析技術，化學傳感器指的是有著分子尺寸或比分子尺寸較大一些的、在與被分析物相互作用時能夠給出實時信號的一種分子器件。它是把特定的化學物質(zhì)的種類和濃度變成檢測信號來表示的功能元件。主要是利用光敏感材料與被測物質(zhì)中的分子、離子或生物物質(zhì)相互接觸時直接或間接地引起光信號的變化，使得很少的化學物質(zhì)加入體系后，會有放大了許多倍的信號被檢出，借此可以獲得某種化學物質(zhì)的濃度。根據(jù)不同的應用課題，人們可以設計出各種各樣的化學傳感器。 化學傳感器具有體積小、費用低、不需要預處理、能用于現(xiàn)場分析和監(jiān)控以及遠距離探測等優(yōu)點，因此受到人們的廣泛關注化學傳感器按檢測信號可分為光化學傳感器、電化學傳感器、溫度敏感化學傳感器等。 其中，熒光信號因其靈敏度高、易于傳遞和控制，可通過光纖實現(xiàn)遠距離探測，受到了人們的青睞，近年來熒光化學傳感器發(fā)展迅速。一個具實用價值的熒光化學敏感器可簡單地分為如下的三個部分(1)外來分子的接受體部分，它負責識別和結(jié)合客體分子；(2)敏感器在接受外來物種后將信息傳輸外出的報告器，它負責信號的產(chǎn)生；(3)連接體部分也稱隔離基團，它負責連接報告器和接受體，實際上它還起到當外來物種進入接受體時引起發(fā)色體的發(fā)光特征發(fā)生變化的樞紐作用。
十分清楚，在熒光化學敏感器的研究中，敏感器的整體設計和合成占有重要的位置。對體系的正確設計與合成，將對敏感器的識別能力和靈敏度起到重要的作用。在熒光化學傳感器中，作為報告器在信息輸出上采用的發(fā)光形式可包括熒光強度的增強或減弱以及熒光峰值波長的位移等。從目前的情況看，作為信號報告器的化學物種數(shù)量非常有限。這大大妨礙了敏感器靈敏度的提高，急待發(fā)展新的品種。發(fā)明內(nèi)容
技術問題本發(fā)明的目的是開發(fā)出一類用于汞離子檢測的熒光化學傳感器，具有高靈敏度、高選擇性、重復使用、裸眼識別的Hg2+熒光化學傳感器的效果。
技術方案本發(fā)明的用于汞離子檢測的熒光化學傳感器具體是基于2-取代喹唑啉-4 (3H)-硫酮衍生物，該化學傳感器的結(jié)構(gòu)通式如式(I )表示
權(quán)利要求
1. 一類用于汞離子檢測的熒光化學傳感器，其特征在于該熒光化學傳感器具體是基于 2-取代喹唑啉-4 (3H)-硫酮衍生物，該化學傳感器的結(jié)構(gòu)通式如式(I )表示
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于汞離子檢測的熒光化學傳感器，其特征在于在式(I) 中所述的芳基或取代芳基是苯、聯(lián)苯、萘、苊、蒽、菲、芘、茈、芴或螺芴中的一種；雜環(huán)芳基或取代雜環(huán)芳基是吡咯、吡啶、呋喃、噻吩、咔唑、硅芴、磷芴、喹啉、異喹啉、酞嗪、嘧啶、噠嗪、 批嗪、吖啶、菲羅啉、吲哚、噻唑、二唑、三唑、苯并二唑或苯并噻唑中的一種；芳基或雜環(huán)芳基的取代基為鹵原子、烷基、烷氧基、氨基、羥基、氰基、芳氧基、芳香基或雜環(huán)取代基中的一種，芳基或雜環(huán)芳基的取代基的個數(shù)是單個或多個。
3.—種如權(quán)利要求1所述的用于汞離子檢測的熒光化學傳感器的制備方法，其特征在于該制備方法包括以下合成步驟
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于汞離子檢測的熒光化學傳感器的制備方法，其特征在于步驟a所述的Ar所代表的化合物是芳烴、取代芳烴、雜環(huán)芳烴或取代雜環(huán)芳烴；所述的芳烴或取代芳烴是苯、聯(lián)苯、萘、苊、蒽、菲、芘、茈、芴或螺芴；雜環(huán)芳烴或取代雜環(huán)芳烴是吡咯、 批啶、呋喃、噻吩、咔唑、硅芴、磷芴、喹啉、異喹啉、酞嗪、嘧啶、噠嗪、批嗪、吖啶、菲羅啉、口引哚、噻唑、二唑、三唑、苯并二唑或苯并噻唑；所述的甲酰化試劑是甲酰胺、N, N-二甲基甲酰胺(DMF) ,N-甲基-N-苯基甲酰胺、鹵甲酰、N-甲酰嗎啉、1，1-二氯丙酮或1，1_ 二氯甲丁酮寸。
5.一種如權(quán)利要求1所述的用于汞離子檢測的熒光化學傳感器的應用方法，其特征在于該類熒光化學傳感器用于Hg2+的檢測，而且對多種金屬離子有較強的選擇性和抗干擾能力，并能實現(xiàn)裸眼識別和循環(huán)使用。
全文摘要
本發(fā)明為一類用于汞離子檢測的熒光化學傳感器及制備和應用方法，具體是基于2-取代喹唑啉-4(3H)-硫酮衍生物的汞離子熒光化學傳感器。本發(fā)明涉及的熒光化學傳感器是基于2-取代喹唑啉-4(3H)-硫酮衍生物，其結(jié)構(gòu)可由式(Ⅰ)表示。其中Ar表示芳基、取代芳基、雜環(huán)芳基或取代雜環(huán)芳基。本發(fā)明的的熒光化學傳感器可用于Hg2+的檢測，通過Hg2+對2-取代喹唑啉-4(3H)-硫酮衍生物光物理、電化學和溶液顏色的影響，實現(xiàn)對Hg2+的高靈敏度、高選擇性、重復使用，以及通過明顯的顏色變化實現(xiàn)裸眼識別的效果。
文檔編號C09K11/06GK102516994SQ20111042173
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者梅群波, 王玲霞, 田波, 郭遠輝, 顏芳, 黃維 申請人:南京郵電大學