[發明專利]一種檢測水介質中痕量汞的熒光分析方法

無效

• 申請號: 200910180446.6
• 申請日: 2009-10-15
• 公開（公告）號: CN101706437A
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 陳友強;張新霓
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: G01N21/76
• 分類號: G01N21/76;G01N21/64;C07C219/14;C07C213/02
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技術領域

本發明涉及一種檢測水介質中痕量汞的熒光分析方法，屬材料制備技術領域。

技術背景

汞是一種劇毒的、嚴重污染環境的物質。汞的污染是普遍存在的，一旦汞被引入到水環境中，細菌就會把無機的汞轉變成甲基水銀，進入到食物鏈，在高級生物體中聚積，特別是在可食用的魚中聚積。甲基水銀是神經毒害劑，據信它是導致出生前嬰兒腦損傷的一種原因，它也可引起人的認知能力和運動功能的紊亂，和水俁病。除了人們更加努力地采取各項嚴格的措施以減小汞在環境中的釋放外，環境污染的檢測、控制和治理的也是一個重要的發展方面。

然而，一個巨大的挑戰是發展一種能在水中檢測Hg²⁺的價格便宜、靈敏的傳感器，且可以高選擇性地區分水溶液中其他競爭分析物的干擾。傳統的檢測汞的方法昂貴而且費時，例如：原子吸收光譜，誘導耦合的等離子質譜。相比較而言，涉及到熒光分子的光學檢測方法由于儀器簡單，操作簡便，特別受到各國研究工作者的廣泛關注。然而，大多數的Hg²⁺離子熒光傳感器是基于有機小分子。而且通常是在有機溶劑中使用的。采用基于水溶性共額聚合物，特別是共額寡聚物的Hg²⁺離子熒光傳感器鮮有報道。

本發明采用水溶性的寡聚芘的衍生物與短鏈富含堿基T的均聚核酸形成的復合物作為熒光探針，通過寡聚芘的衍生物間形成π-π的堆積而產生熒光自淬滅，實現了水介質中Hg²⁺的高靈敏，高選擇性的識別。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于水溶性的寡聚芘的衍生物與短鏈富含堿基T的均聚核酸形成的復合物熒光探針，來檢測水介質中Hg²⁺的方法。本發明的方法操作簡單，并具有很好的可重復性。本發明最大優點在于所制備的復合物熒光探針，具有水溶性，可實現對水介質中Hg²⁺進行高靈敏和特異性識別。

本發明所合成的寡聚物熒光探針分子的化學結構式為：

寡聚物名稱：寡聚(N¹，N¹，N¹，N⁴，N⁴，N⁴-六甲基-2-(芘基-1-甲酰氧基)丁基-1，4-二甲基溴化胺合成路線如下：

????????????化合物1???????????化合物2???????化合物3?????化合物4

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：該寡聚芘的衍生物復合物熒光探針檢測水介質中Hg²⁺的方法包括以下具體步驟：

1)化合物1的合成：在50mL的圓底燒瓶中加入芘甲酸(200mg，0.813mmol)及20mL二氯甲烷，并加入一滴N，N?二甲基甲酰胺作為催化劑。混合溶液用冰水浴冷卻。然后，在10min內逐步滴加入0.21mL草酰氯(2.44mmol)。反應8h后經旋轉蒸發除去溶劑。之后加入50mL甲苯后，再經旋轉蒸發后得到淡琥珀色的粗產品。將該產物用甲苯和正己烷的混合溶劑(v/v＝1/1)于-20℃下重結晶純化24h，最后得到白色的晶體，產率97％(242mg)，熔點：88-90℃；

2)化合物2的合成：將碳酸鉀(88mg，0.813mmol)和芘甲酰氯(200mg，0.813mmol)溶解在5mL二氯甲烷中并加入一滴N，N-二甲基甲酰胺作為催化劑。然后，在5分鐘內逐步滴加0.2mL?1，4-二溴-2-丁醇(0.39mL，1.19mmol)。混合溶液用冰水浴控制反應溫度在0℃。待反應冷卻后，濃縮混合溶液，然后用3×40mL?5％碳酸鉀水溶液(重量比)和3×40mL水溶液反復洗滌三次，并放入真空烘箱中干燥。該粗產物以氯仿為洗脫劑采用硅膠柱進行純化，得到淺黃色粘性油狀物303mg，產率：95％；

3)化合物3的合成：化合物2的電化學聚合在EG&G普林斯頓應用研究所制造的273A和電化學綜合分析儀上進行。工作電極和對電極是一對平行放置的面積為1.0cm²的鉑電極，它們間的垂直距離為1.0cm。參比電極為新制備的自制的Ag/AgCl。典型的電解液為5mmoL^-1化合物2的三氟化硼乙醚溶液。聚合前，首先在電解液通入高純氮氣，然后在0.75V(vs.Ag/AgCl)的工作電壓下電化學聚合22小時。反應結束后，將聚合膜從鉑電極上剝下，并立即用無水乙醚清洗。所得的產物在真空條件下干燥，得到31mg產物，產率為35％；