[發(fā)明專利]一種光電雙響應(yīng)汞離子探針及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010842291.4
• 申請(qǐng)日: 2020-08-20
• 公開（公告）號(hào): CN112250718B
• 公開（公告）日: 2023-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王亞琦;索全伶;朱巖琪;張寶元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C07F17/02
• 分類號(hào): C07F17/02;C09K11/06;G01N21/64;G01N27/30
• 代理公司: 北京知舟專利事務(wù)所(普通合伙) 11550
• 代理人: 趙麗麗

本發(fā)明公開了一種汞離子光電雙響應(yīng)探針及其制備方法和應(yīng)用。探針分子特有的整體結(jié)構(gòu)可以使其有選擇地與Hg²⁺離子結(jié)合，并以二茂鐵為電信號(hào)響應(yīng)中心，以芳香雜環(huán)為光信號(hào)響應(yīng)中心，通過熒光、電化學(xué)等信號(hào)的改變對(duì)Hg²⁺離子做出識(shí)別響應(yīng)。探針分子集成了熒光探針和電化學(xué)探針的優(yōu)點(diǎn)，可以多通道、高選擇性地檢測(cè)Hg²⁺離子，檢測(cè)下限可達(dá)5.82×10^?6M。本發(fā)明的探針結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，合成和使用方法簡(jiǎn)單，具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于離子探針領(lǐng)域，具體涉及一種光電雙響應(yīng)汞離子探針及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

汞離子是一種劇毒的重金屬離子，一旦進(jìn)入環(huán)境很難降解并可以通過食物鏈進(jìn)入人體，從而導(dǎo)致許多嚴(yán)重的健康問題，例如大腦損害、臟器衰竭以及各種認(rèn)知和運(yùn)動(dòng)上的疾病，所以有效檢測(cè)汞離子對(duì)于保護(hù)環(huán)境、發(fā)展綠色工業(yè)和保證人民身體健康都有著極為重要的意義。

利用有機(jī)小分子來實(shí)現(xiàn)汞離子檢測(cè)的離子探針法，具有靈敏度高、選擇性好、可實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)、操作簡(jiǎn)便、成本低、可在生物體中使用等諸多優(yōu)點(diǎn)，是目前離子檢測(cè)分析的熱門研究領(lǐng)域。已報(bào)道的汞離子探針大多為熒光探針(如中國(guó)專利CN106256829A、中國(guó)專利CN110487761A)，只能利用熒光信號(hào)響應(yīng)進(jìn)行汞離子檢測(cè)，檢測(cè)通道相對(duì)單一，且熒光易受檢測(cè)環(huán)境影響而發(fā)生淬滅，所以熒光探針的應(yīng)用受到一定限制。電化學(xué)活性基團(tuán)作離子探針的信號(hào)單元具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，電化學(xué)信號(hào)不會(huì)因?yàn)闄z測(cè)環(huán)境的變化而消失，同時(shí)通過電化學(xué)技術(shù)還可對(duì)探針分子的識(shí)別行為進(jìn)行有效地開關(guān)和調(diào)控。若在熒光分子中同時(shí)引入電化學(xué)基團(tuán)則可形成光電雙信號(hào)響應(yīng)通道。相比于單一信號(hào)響應(yīng)的離子探針，多信號(hào)響應(yīng)的離子探針能更準(zhǔn)確地檢測(cè)待測(cè)物，適用范圍更廣。目前，光電雙響應(yīng)汞離子探針的研究相對(duì)較少。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明旨在提供一種具有光電雙響應(yīng)基團(tuán)的探針，并以二茂鐵為電信號(hào)響應(yīng)中心，以芳香雜環(huán)為光信號(hào)響應(yīng)中心，通過熒光、電化學(xué)等信號(hào)的改變對(duì)Hg²⁺離子做出識(shí)別響應(yīng)。該探針分子集成了熒光探針和電化學(xué)探針的優(yōu)點(diǎn)，可以多通道、高選擇性地檢測(cè)Hg²⁺離子，檢測(cè)限可達(dá)5.82×10^-6～6.76×10^-6M，并可以將其作為離子探針應(yīng)用于高靈敏和高選擇性地檢測(cè)Hg²⁺離子。

本發(fā)明的目的之一在于提供一種光電雙響應(yīng)汞離子探針，其特征在于，所述的探針結(jié)構(gòu)通式為：

其中，式中的Ar為

本發(fā)明探針的設(shè)計(jì)：上述光電雙響應(yīng)汞離子探針以2-二茂鐵基咪唑并[4,5-b] 吡啶為母體，在咪唑并吡啶環(huán)的5位上以σ鍵連接的3-吡啶基或2-噻吩基，構(gòu)建了一條柔性識(shí)別側(cè)臂；增加了N或S原子可提高探針對(duì)離子的結(jié)合能力；側(cè)臂識(shí)別位點(diǎn)位置可隨σ鍵和茂環(huán)的旋轉(zhuǎn)而發(fā)生變化，高選擇性地結(jié)合Hg²⁺離子。探針分子以二茂鐵為電信號(hào)響應(yīng)單元，以芳香雜環(huán)為熒光信號(hào)響應(yīng)單元，可對(duì)Hg²⁺離子產(chǎn)生熒光和電化學(xué)雙重信號(hào)響應(yīng)，提高Hg²⁺離子的檢測(cè)效率。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述光電雙響應(yīng)汞離子探針的制備方法，包括將二茂鐵甲醛、2,3-二氨基-6-溴吡啶、硼酸衍生物反應(yīng)后得到所述的光電雙響應(yīng)汞離子探針，合成路徑如下：

其中，Ar基團(tuán)為

BY₂基團(tuán)為

具體包括以下步驟：

步驟一、將二茂鐵甲醛和2,3-二氨基-6-溴吡啶加入到溶劑A中，加熱反應(yīng)，得到中間化合物(2-二茂鐵基-5-溴咪唑并[4,5-b]吡啶)；