[發(fā)明專利]用于汞離子檢測的熒光化學傳感器及制備和應(yīng)用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110421734.3
• 申請日: 2011-12-14
• 公開（公告）號: CN102516994A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梅群波;王玲霞;黃維;郭遠輝;顏芳;田波
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06;C07D239/93;G01N21/76
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

技術(shù)領(lǐng)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(yīng)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(yīng)用方法。

背景技術(shù)

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(guān)注，開發(fā)研制一種成本低、響應(yīng)快、易實現(xiàn)、能應(yīng)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(yīng)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(shù)，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(yīng)用課題，人們可以設(shè)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(yù)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(guān)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(shè)計和合成占有重要的位置。對體系的正確設(shè)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(shù)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(fù)使用、裸眼識別的Hg²⁺熒光化學傳感器的效果。

技術(shù)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：

其中Ar是芳基、取代芳基、雜環(huán)芳基或取代雜環(huán)芳基中的一種。

在式(Ⅰ)中所述的芳基或取代芳基是苯、聯(lián)苯、萘、苊、蒽、菲、芘、苝、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、吡嗪、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。

該制備方法包括以下合成步驟：

a．?Ar所代表的芳烴、取代芳烴、雜環(huán)芳烴或取代雜環(huán)芳烴與甲酰化試劑反應(yīng)，制得一類如式(1)所示的含甲酰基的化合物；

b．?式(1)所示的含甲酰基的化合物與鄰氨基苯甲酰胺成環(huán)反應(yīng)，得到一類如式(2)所示的2-取代喹唑啉-4(3H)-酮衍生物；

c．?式(2)所示的2-取代喹唑啉-4(3H)-酮衍生物與勞森試劑反應(yīng)，得到一類如式(Ⅰ)所表示的2-取代喹唑啉-4(3H)-硫酮衍生物。