一种探针及其制备和应用的制作方法

本发明涉及一种探针及其制备及应用，特别是一种多目标离子检测的探针及其制备和应用。

背景技术

荧光探针由于其简便、高灵敏、实时和可视化检测等特点，作为一种重要的分析检测技术，被广泛应用于化学、生物学和环境科学领域。已有很多报道检了用于测生命和环境相关的重要金属离子、阴离子的荧光探针研究。

hg²⁺作为环境最为关注的有毒重金属离子，其存在及超低含量检测的方法研究对环境保护和生物安全等有重要意义。作为广泛应用的金属材料之一，al³⁺在环境、食品、药物添加及包装材料中的检测及质量监控的快速、灵敏分析方法研究也是非常有意义的。微量、常量水的检测涉及很多领域，对其简便、低成本和快速分析的方法研究具有应用价值。研制测试成本低廉、样品处理简单、测定方法快捷、性能优越的多目标检测的荧光探针具有开发和应用价值。由于各种荧光探针的结构限制了其在分析应用中存在的功能单一，应用范围受限等各种局限性。目前，大多数的荧光探针只能用于金属离子或酸根阴离子的检测，能同时用于检测特定金属离子和水的荧光探针未见报道。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种探针及其制备及应用，本发明探针能实现单探针多目标检测，即能同时用于检测hg²⁺、al³⁺及h2o，检测成本低，检测效率高。且利于对复杂微观系统的分析。

本发明的技术方案：一种探针，所述探针的化学名称为：三[2,2’-二[(4-苯并噻唑-2-基)-2,5-二羟基苯甲醛]缩胺乙基-2-”-罗丹明甲酰氨基乙基]胺；所述探针的化学结构式为：

前述的探针中，所述的探针；是按下述路线合成：

前述探针的制备方法，它是以三(2-氨乙基)胺、罗丹明b和苯并噻唑醛为主要原料制备而成。

前述探针的制备方法中，包括以下步骤：

(1)在氮气保护下称取三(2-氨乙基)胺27.36mmol于100ml的三口瓶中，量取20ml的无水乙醇搅拌升温回流，再称取罗丹明b3.42mmol溶于40ml的无水乙醇中，加入恒压漏斗中，缓慢滴加入三口烧瓶，滴加完成后回流36h，减压蒸去乙醇，用二氯甲烷萃取，有机相用无水硫酸钠干燥过夜，蒸去溶剂，得红色粘稠状物，硅胶柱层析分离，洗脱剂是以甲醇、三氯甲烷与三乙胺的体积比＝9：1：1的混合液，得1.63g无色粘稠状中间体a；

(2)在100ml三口瓶中，称取中间体a0.87mmol和苯并噻唑醛1.31mmol溶于60ml干乙醇中，在氮气保护下回流反应4h，减压蒸去溶剂得黄绿色固体，硅胶柱层析分离，洗脱剂是以二氯甲烷、正己烷和二乙胺的体积比＝60：40：2的混合液，得黄绿色固体362mg，即探针。

前述的探针的应用，用于检测hg²⁺、al³⁺和/或h2o。

前述的探针的应用中，所述的用于检测hg²⁺、al³⁺和/或h2o包括：

(1)以探针作为试剂通过荧光光谱法对微量hg²⁺、al³⁺的检测；

(2)以探针作为试剂通过紫外-可见吸收光谱法对微量hg²⁺、al³⁺的检测；

(3)以探针-hg²⁺、探针-al³⁺或探针-zn²⁺配合物为试剂用荧光光谱法对h2o的检测；

(4)以探针-hg²⁺、探针-al³⁺或探针-zn²⁺配合物为试剂用目视比色法对h2o的检测。

前述的探针的应用中，所述的以探针作为试剂通过荧光光谱法对微量hg²⁺、al³⁺的检测是；

以探针作为试剂通过荧光光谱法对微量hg²⁺的检测是；在体积比为97/3的1,4-二氧六环/h2o的溶液中，探针溶液中加入金属离子放置1小时，以360nm为激发波长，探针在585nm处的荧光强度与hg²⁺浓度呈线性关系；用校正曲线法检测hg²⁺，其它共存金属离子为al³⁺，li⁺，na⁺，k⁺，mg²⁺，ba²⁺，ca²⁺，sr²⁺，zn²⁺，cd²⁺，ni²⁺，co²⁺，pb²⁺，cr³⁺，ag⁺，cu²⁺，mn²⁺之一，浓度与hg²⁺相同时，其他上述金属离子对hg²⁺的测定无干扰；

以探针作为试剂通过荧光光谱法对微量al³⁺的检测是；在体积比为97/3的1,4-二氧六环/h2o的溶液中，探针溶液中加入金属离子放置1小时，以360nm为激发波长，探针在585nm处的荧光强度与al³⁺浓度呈线性关系，其他金属离子不干扰检测；用校正曲线法检测al³⁺，其它共存金属离子为hg²⁺，li⁺，na⁺，k⁺，mg²⁺，ba²⁺，ca²⁺，sr²⁺，zn²⁺，cd²⁺，ni²⁺，co²⁺，pb²⁺，cr³⁺，fe³⁺，ag⁺，cu²⁺，mn²⁺之一，在浓度与al³⁺相同时，其他上述离子对al³⁺的测定无干扰。

前述的探针的应用中，所述的以探针作为试剂通过紫外-可见吸收光谱法对微量hg²⁺、al³⁺的检测是；

以探针作为试剂通过紫外-可见吸收光谱法对微量hg²⁺的检测是；在体积比为97/3的1,4-二氧六环/h2o的溶液中，探针溶液中加入金属离子放置1小时后，探针在558nm处的吸光度与hg²⁺浓度呈线性关系，其他金属离子不干扰检测；用校正曲线法检测hg²⁺；其它共存金属离子：al³⁺，li⁺，na⁺，k⁺，mg²⁺，ba²⁺，ca²⁺，sr²⁺，zn²⁺，cd²⁺，ni²⁺，co²⁺，pb²⁺，cr³⁺，fe³⁺，ag⁺，cu²⁺，mn²⁺之一，浓度与hg²⁺相同时，对hg²⁺的测定无干扰；

以探针作为试剂通过紫外-可见吸收光谱法对微量al³⁺的检测是；在体积比为97/3的1,4-二氧六环/h2o的溶液中，探针溶液中加入金属离子放置1小时后，探针在558nm处的吸光度与al³⁺浓度呈线性关系，其他金属离子不干扰检测；用校正曲线法检测al³⁺；其它共存金属离子：hg²⁺，li⁺，na⁺，k⁺，mg²⁺，ba²⁺，ca²⁺，sr²⁺，zn²⁺，cd²⁺，ni²⁺，co²⁺，pb²⁺，cr³⁺，fe³⁺，ag⁺，cu²⁺，mn²⁺之一，在浓度与al³⁺相同时，对al³⁺的测定无干扰。

前述的探针的应用中，所述的以探针-hg²⁺、探针-al³⁺或探针-zn²⁺配合物为试剂用荧光光谱法对h2o的检测是；

(1)以探针-hg²⁺配合物为试剂用荧光光谱法对1,4-二氧六环中水的检测：是检测h2o时，在1,4-二氧六环中分别加入不同体积比的h2o，放置1小时，360nm波长激发下，探针-hg²⁺在530nm的荧光峰随1,4-二氧六环中水的体积百分数的变化发生红移到585nm，585nm处的荧光强度随水的体积百分数增加而逐渐降低，在含水量在1％～10％和10％～20％范围，荧光强度与水含量呈线性关系，用校正曲线法检测h2o；

(2)以探针-al³⁺配合物为试剂用荧光光谱法对1,4-二氧六环中水的检测：是检测h2o时，在1,4-二氧六环中分别加入不同体积比的h2o，放置1小时，360nm波长激发下，探针-al³⁺在530nm的荧光峰随1,4-二氧六环中水的体积百分数的变化发生红移到585nm，585nm处的荧光强度随水的体积百分数增加而逐渐降低，在含水量在1％～9％范围，荧光强度与水含量呈线性关系，用校正曲线法检测h2o；

(3)以探针-zn²⁺配合物为试剂用荧光光谱法对1,4-二氧六环中水的检测：是检测h2o时，在1,4-二氧六环中分别加入不同体积比的h2o，放置1小时后，360nm波长激发下，探针-zn²⁺在590nm的荧光峰随1,4-二氧六环中水的体积百分数的变化发生蓝移到548nm，水含量在1％～20％时，548nm处的荧光强度呈线性增加；水含量在20％～50％时，荧光强度趋于稳定；水含量在50％～70％时，荧光强度呈线性降低，用校正曲线法检测h2o。

前述的探针的应用中，所述的以探针-hg²⁺、探针-al³⁺或探针-zn²⁺配合物为试剂用目视比色法对h2o的检测是；

(1)365nm紫外灯下，探针-hg²⁺配合物在1,4-二氧六环溶剂，分别加入体积比为0％、1％、30％的h2o，放置1小时，探针-al³⁺溶液的荧光颜色分别为绿色、红色、荧光猝灭；随1,4-二氧六环溶剂中h2o的体积百分数的变化，荧光颜色变化敏锐，检测h2o的体积百分数的检测下限为1％；

(2)365nm紫外灯下，探针-al³⁺配合物在1,4-二氧六环溶剂，分别加入体积比为0％、1％、10％的h2o，放置1小时，探针-al³⁺溶液的荧光颜色分别为绿色、红色、荧光猝灭；随1,4-二氧六环溶剂中h2o的体积百分数的变化，荧光颜色变化敏锐；检测h2o的体积百分数的检测下限为1％；

(3)365nm紫外灯下，探针-zn²⁺配合物在1,4-二氧六环溶剂，分别加入体积比为0％、1％、40％的h2o，放置1小时，探针-zn²⁺溶液的荧光颜色分别为红色、荧光猝灭、黄色；随1,4-二氧六环溶剂中h2o的体积百分数的变化，荧光颜色变化敏锐，检测h2o的体积百分数的检测下限为1％。

申请人对多目标检测探针进行了长期的大量的研究，部分如下：

1、浓度为10μm的探针在体积比为97/3的1,4-二氧六环/h2o溶液中，分别不加金属离子或加入100μm金属离子hg²⁺，al³⁺，li⁺，na⁺，k⁺，zn²⁺，mg²⁺，ca²⁺，ba²⁺，sr²⁺，cr³⁺，fe³⁺，co²⁺，ni²⁺，cu²⁺，pb²⁺，cd²⁺，ag⁺，mn²⁺，作用1小时后测试的荧光光谱。hg²⁺、al³⁺的加入使探针在585nm处的荧光强度显著增强。而其他上述实验金属离子的加入均不改变探针的荧光光谱和强度，表明在此条件下探针选择性检测hg²⁺、al³⁺。激发波长为360nm。具体见图1。

2、浓度为10μm的探针在体积比为97/3的1,4-二氧六环/h2o溶液中，分别加入不同浓度hg²⁺到探针溶液中，作用1小时后，测得的荧光光谱。探针在585nm处的荧光强度随hg²⁺浓度增加而线性增强。测试的激发波长为360nm。具体见图2。

3、浓度为10μm的探针在体积比为97/3的1,4-二氧六环/h2o溶液中，分别加入不同浓度hg²⁺，作用1小时后，测定585nm波长处荧光强度值。纵坐标为荧光强度值，横坐标为hg²⁺的浓度。激发波长为360nm。具体见图3。

4、浓度为10μm的探针在体积比为97/3的1,4-二氧六环/h2o溶液中，分别加入100μm的金属离子hg²⁺，al³⁺，li⁺，na⁺，k⁺，zn²⁺，mg²⁺，ca²⁺，ba²⁺，sr²⁺，cr³⁺，fe³⁺，co²⁺，ni²⁺，cu²⁺，pb²⁺，cd²⁺，ag⁺，mn²⁺后，测定585nm处的荧光强度，hg²、al³⁺的加入能使探针产生强烈荧光。再分别向探针-hg²⁺混合溶液中加入100μm的上述其他金属离子后，测定585mn处的荧光强度的变化。黑色条表示在探针溶液中分别加入金属离子后在585mn处的荧光强度；白色条表示在探针-hg²⁺混合溶液再分别加入上述其他共存金属离子后在585nm处的荧光强度的变化。表明除fe³⁺略有影响外，探针检测hg²⁺的荧光强度不受上述其他离子共存的影响。测试的激发波长为360nm，荧光发射波长为585nm。作用1小时后测试，纵坐标为荧光强度值，横坐标为金属离子。具体见图4。

5、浓度为10μm的探针在体积比为97/3的1,4-二氧六环/h2o溶液中，分别加入不同浓度al³⁺到探针溶液中，作用1小时后测得的荧光光谱。探针在585nm处的荧光强度随al³⁺浓度增加而线性增强。测试的激发波长为360nm。具体见图5。

6、浓度为10μm的探针在体积比为97/3的1,4-二氧六环/h2o溶液中，分别加入不同浓度al³⁺，作用1小时后测定585nm波长处荧光强度值。纵坐标为荧光强度值，横坐标为al³⁺的浓度。激发波长为360nm。具体见图6。

7、浓度为10μm的探针在体积比为97/3的1,4-二氧六环/h2o溶液中，分别加入100μm的金属离子hg²⁺，al³⁺，li⁺，na⁺，k⁺，zn²⁺，mg²⁺，ca²⁺，ba²⁺，sr²⁺，cr³⁺，fe³⁺，co²⁺，ni²⁺，cu²⁺，pb²⁺，cd²⁺，ag⁺，mn²⁺后，测定585nm处的荧光强度，hg²⁺、al³⁺的加入能使探针产生强烈荧光。再分别向探针-al³⁺混合溶液中加入100μm的上述其他金属离子后，测定585mn处的荧光强度的变化。黑色条表示在探针溶液中分别加入金属离子后在585mn处的荧光强度；白色条表示在探针-al³⁺混合溶液再分别加入上述其他共存金属离子后在585nm处的荧光强度的变化。表明除fe³⁺略有影响外，探针检测al³⁺的荧光强度不受上述其他离子共存的影响。测试的激发波长为360nm，荧光发射波长为585nm。作用1小时后测试，纵坐标为荧光强度值，横坐标为金属。具体见图7。

8、浓度为10μm的探针在体积比为97/3的1,4-二氧六环/h2o溶液中，分别不加金属离子或加入100μm金属离子hg²⁺，al³⁺，li⁺，na⁺，k⁺，zn²⁺，mg²⁺，ca²⁺，ba²⁺，sr²⁺，cr³⁺，fe³⁺，co²⁺，ni²⁺，cu²⁺，pb²⁺，cd²⁺，ag⁺，mn²⁺，作用1小时后测试的紫外-可见吸收光谱。hg²⁺、al³⁺离子的加入使探针在558nm处的吸光度显著增强，而其他上述实验金属离子的加入均不改变探针的吸收光谱和强度。表明在此条件下探针选择性检测hg²⁺、al³⁺。具体见图8。

9、浓度为10μm的探针在体积比为97/3的1,4-二氧六环/h2o溶液中，分别加入不同浓度hg²⁺到探针溶液中，作用1小时后测得的紫外-可见吸收光谱。探针在558nm处吸光度随hg²⁺浓度增加而线性增强。具体见图9。

10、浓度为10μm的探针在体积比为97/3的1,4-二氧六环/h2o溶液中，分别加入不同浓度hg²⁺，作用1小时后测定558nm处的吸光度。纵坐标为吸光度值，横坐标为hg²⁺的浓度。具体见图10。

11、浓度为10μm的探针在体积比为97/3的1,4-二氧六环/h2o溶液中，分别加入100μm的金属离子hg²⁺，al³⁺，li⁺，na⁺，k⁺，zn²⁺，mg²⁺，ca²⁺，ba²⁺，sr²⁺，cr³⁺，fe³⁺，co²⁺，ni²⁺，cu²⁺，pb²⁺，cd²⁺，ag⁺，mn²⁺后，测定558nm处的吸光度，al³⁺、hg²⁺的加入能使探针产生强烈吸收。再分别向探针-hg²⁺混合溶液中加入100μm的上述其他金属离子后，测定558mn处的吸光度值的变化。黑色条表示在探针溶液中分别加入金属离子后在558mn处的吸光度；白色条表示在探针-hg²⁺混合溶液再分别加入上述其他共存金属离子后在558nm处的吸光度值的变化。表明探针检测hg²⁺的吸光度不受上述离子共存的影响。作用1小时后测试。测试的最大吸收波长为558nm。纵坐标为吸光度值，横坐标为金属离子。具体见图11。

12、浓度为10μm的探针在体积比为97/3的1,4-二氧六环/h2o溶液中，分别加入不同浓度al³⁺到探针溶液中，作用1小时后测得的紫外-可见吸收光谱。探针在558nm处吸光度随al³⁺浓度增加而线性增强。具体见图12。

13、浓度为10μm的探针在体积比为97/3的1,4-二氧六环/h2o溶液中，分别加入不同浓度al³⁺，作用1小时后测定558nm处的吸光度。纵坐标为吸光度值，横坐标为al³⁺的浓度。具体见图13。

14、浓度为10μm的探针在体积比为97/3的1,4-二氧六环/h2o溶液中，分别加入100μm的金属离子hg²⁺，al³⁺，li⁺，na⁺，k⁺，zn²⁺，mg²⁺，ca²⁺，ba²⁺，sr²⁺，cr³⁺，fe³⁺，co²⁺，ni²⁺，cu²⁺，pb²⁺，cd²⁺，ag⁺，mn²⁺后，测定558nm处的吸光度，al³⁺、hg²⁺的加入能使探针产生强烈吸收。再分别向探针-al³⁺混合溶液中加入100μm的上述其他金属离子后，测定558mn处的吸光度值的变化。黑色条表示在探针溶液中分别加入金属离子后在558mn处的吸光度；白色条表示在探针-al³⁺混合溶液再分别加入上述其他共存金属离子后在558nm处的吸光度值的变化。表明探针检测al³⁺的吸光度不受上述离子共存的影响。作用1小时后测试。测试的最大吸收波长为558nm。纵坐标为吸光度值，横坐标为金属离子。具体见图14。

15、浓度为10μm的探针在1,4-二氧六环溶液中荧光很弱。在1,4-二氧六环/h2o混合溶剂中水含量对探针的荧光强度影响很小，随混合溶剂中水含量的增加，480nm和585nm处的荧光都只有微弱的增强，表明单独的探针不能检测1,4-二氧六环中水的含量。作用1小时后测试。具体见图15。

16、浓度为10μm的探针-hg²⁺配合物在不同体积比的1,4-二氧六环/h2o混合溶剂中的荧光光谱变化。探针-al³⁺配合物的荧光强度受混合溶剂中水的体积百分数的影响很大，当水含量为1％，荧光峰从530nm变化到585nm，波长红移约55nm，荧光强度有显著的增强；当含水量大于1％时，585nm处的荧光强度随着水含量增加逐渐降低；含水量达30％时，探针-hg²⁺的荧光强度几乎猝灭。表明在此条件下探针-hg²⁺配合物能灵敏的检测1,4-二氧六环中水的含量。作用1小时后测试，激发波长为360nm。具体见图16。

17、浓度为10μm的探针-hg²⁺配合物在1,4-二氧六环溶液中，随h2o体积百分数增加，作用1小时后测试585nm处的荧光强度值。纵坐标为荧光强度值，横坐标为1,4-二氧六环中h2o的体积百分数，激发波长为360nm。具体见图17。

18、浓度为10μm的探针-hg²⁺配合物在585nm处的荧光强度随1,4-二氧六环中水的体积百分数在1％～10％范围的变化。作用1小时后测试，激发波长为360nm。具体见图18。

19、浓度为10μm的探针-hg²⁺配合物在585nm处的荧光强度随1,4-二氧六环中水的体积百分数10％～20％范围的变化。作用1小时后测试，激发波长为360nm。具体见图19。

20、浓度为10μm的探针-al³⁺配合物在不同体积比的1,4-二氧六环/h2o混合溶剂中的荧光光谱变化。探针-al³⁺配合物的荧光强度受混合溶剂中水含量的影响很大，当水含量为1％，荧光峰从530nm变化到585nm，波长红移约55nm，荧光强度有显著的增强；当含水量大于1％时，585nm处的荧光强度随着水含量增加逐渐降低；含水量达10％时，探针-al³⁺的荧光强度几乎猝灭。表明在此条件下探针-al³⁺配合物能灵敏的检测1,4-二氧六环中水的含量。作用1小时后测试，激发波长为360nm。具体见图20。

21、浓度为10μm的探针-al³⁺配合物在1,4-二氧六环溶液中，随h2o体积百分数增加，作用1小时后测试585nm处的荧光强度值。纵坐标为荧光强度值，横坐标为1,4-二氧六环中h2o体积百分数，激发波长为360nm。具体见图21。

22、浓度为10μm的探针-al³⁺配合物在588nm处的荧光强度随1,4-二氧六环中水的体积百分数的变化。作用1小时后测试，激发波长为360nm。具体见图22。

23、浓度为10μm的探针-zn²⁺配合物在不同体积比的1,4-二氧六环/h2o混合溶剂中的荧光光谱变化。探针-zn²⁺配合物的荧光强度受混合溶剂中水含量的影响很大，在1,4-二氧六环纯溶剂中zn²⁺能使探针在590nm处形成很强荧光，当混合溶剂中水的含量达1％时荧光立即猝灭；随着水含量的增加，探针-zn²⁺在548nm出现新的荧光峰，波长蓝移约42nm，混合溶剂中水含量小于20％时，探针-zn²⁺的荧光强度呈直线增加，水含量在20％～50％时，探针-zn²⁺的荧光强度趋于平缓，水含量大于50％时，探针-zn²⁺的荧光强度又逐渐降低。表明在此条件下探针-zn²⁺配合物能灵敏的检测1,4-二氧六环中水的含量。作用1小时后测试，激发波长为360nm。具体见图23。

24、浓度为10μm的探针-zn²⁺配合物在1,4-二氧六环溶液中，随h2o体积百分数增加，作用1小时后测试548nm处的荧光强度值。纵坐标为荧光强度值，横坐标为1,4-二氧六环中h2o体积百分数，激发波长为360nm。具体见图24。

25、浓度为10μm的探针-zn²⁺配合物在548nm处的荧光强度随1,4-二氧六环中水的体积百分数的变化。作用1小时后测试，激发波长为360nm。具体见图25。

26、浓度为10μm的探针-zn²⁺配合物在548nm处的荧光强度随1,4-二氧六环中水的体积百分数的变化。作用1小时后测试，激发波长为360nm。具体见图26。

27、比色皿中，浓度为10μm的探针-hg²⁺配合物在1,4-二氧六环溶剂，分别加入体积比为0％、1％、30％的h2o，放置1小时后，365nm紫外灯下，探针-hg²⁺溶液的荧光颜色分别为绿色、红色、荧光猝灭，随1,4-二氧六环溶剂中h2o的体积百分数的变化，荧光颜色变化敏锐。具体见图27。

28、比色皿中，浓度为10μm的探针-al³⁺配合物在1,4-二氧六环溶剂，分别加入体积比为0％、1％、10％的h2o，放置1小时后，365nm紫外灯下，探针-al³⁺溶液的荧光颜色分别为绿色、红色、荧光猝灭，随1,4-二氧六环溶剂中h2o的体积百分数的变化，荧光颜色变化敏锐。具体见图28。

29、比色皿中，浓度为10μm的探针-al³⁺配合物在1,4-二氧六环溶剂，分别加入体积比为0％、1％、10％的h2o，放置1小时后，365nm紫外灯下，探针-al³⁺溶液的荧光颜色分别为绿色、红色、荧光猝灭，随1,4-二氧六环溶剂中h2o的体积百分数的变化，荧光颜色变化敏锐。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1)检测性能优越。本发明中探针具有单探针多目标检测功能，在1,4-二氧六环/h2o混合溶剂中，采用荧光和紫外-可见吸收光谱实现微量金属离子hg²⁺、al³⁺的检测；

2)在1,4-二氧六环溶剂中，探针-hg²⁺配合物呈绿色荧光，在1,4-二氧六环溶剂中，当h2o含量在1％～30％范围，探针-hg²⁺配合物呈红色荧光，随h2o含量增加红色荧光逐渐降低，由此可用荧光光谱定量检测1,4-二氧六环溶剂中微量、常量水的含量以及用目视比色法定性、半定量检测1,4-二氧六环溶剂中水的含量；

3)在1,4-二氧六环溶剂中，探针-al³⁺配合物呈绿色荧光，在1,4-二氧六环溶剂中，当h2o含量在1％～10％范围，探针-al³⁺配合物呈红色荧光，随h2o含量增加红色荧光逐渐降低，由此可用荧光光谱定量检测1,4-二氧六环溶剂中微量、常量水的含量以及用目视比色法定性、半定量检测1,4-二氧六环溶剂中水的含量；

4)在1,4-二氧六环溶剂中，探针-zn²⁺配合物呈红色荧光；在1,4-二氧六环溶剂中h2o含量在1％时无荧光；在大于1％至50％时，探针-zn²⁺呈黄色荧光，随h2o含量增加黄色荧光逐渐增强，当h2o含量在50％～70％时，黄色荧光逐渐降低，由此可用荧光光谱定量检测1,4-二氧六环溶剂中微量、常量水的含量以及用目视比色法定性、半定量检测1,4-二氧六环溶剂中水的含量；

利用该探针不仅可用于荧光和吸收光谱定量检测hg²⁺、al³⁺。同时，还可用光谱及目视比色法定量、及定性、半定量检测有机溶剂1,4-二氧六环中h2o含量，方法简便、快速、颜色变化敏锐、直观、应用性强，具有可视性和多功能性。单探针多目标识别技术主要体现在探针设计巧妙、结构简单、制备成本低廉、识别方式多样、检测性能优越、操作条件易于控制，应用前景好等方面。

因此，本发明探针能实现单探针多目标检测，即能同时用于检测hg²⁺、al³⁺及h2o，检测成本低，检测效率高。且利于对复杂微观系统的分析。

附图说明：

图1是探针检测hg²⁺、al³⁺的荧光光谱图；

图2是不同浓度的hg²⁺与探针的荧光光谱滴定图；

图3是探针检测hg²⁺的荧光强度校正曲线；

图4是共存金属离子对探针检测hg²⁺的荧光强度影响图；

图5是不同浓度的al³⁺与探针的荧光光谱滴定图；

图6是探针检测al³⁺的荧光强度校正曲线图；

图7是共存金属离子对探针检测al³⁺的荧光强度影响图；

图8是探针检测hg²⁺、al³⁺的紫外-可见吸收光谱图；

图9是不同浓度的hg²⁺与探针的紫外-可见吸收光谱滴定图；

图10是探针检测hg²⁺的吸光度校正曲线图；

图11是共存金属离子对探针检测hg²⁺的吸光度影响图；

图12是不同浓度的al³⁺与探针的紫外-可见吸收光谱滴定图；

图13是探针检测al³⁺的吸光度校正曲线图；

图14是共存金属离子对探针检测hg²⁺的吸光度影响图；

图15是探针检测水的荧光光谱图；

图16是探针-hg²⁺配合物检测水的荧光光谱图；

图17是探针-hg²⁺配合物检测水的荧光强度变化曲线；

图18是探针-hg²⁺配合物检测微量水的校正曲线图；

图19是探针-hg²⁺配合物检测常量水的校正曲线图；

图20是探针-al³⁺配合物检测水的荧光光谱图；

图21是探针-al³⁺检测水的荧光强度变化曲线图；

图22是探针-al³⁺配合物检测水含量的校正曲线图；

图23是探针-zn²⁺配合物检测水的荧光光谱图；

图24是探针-zn²⁺配合物检测水的荧光强度变化曲线图；

图25是探针-zn²⁺配合物检测微量水含量的校正曲线图；

图26是探针-zn²⁺配合物检测常量水含量的校正曲线图；

图27是探针-hg²⁺配合物目视比色检测微量水的颜色变化照片；

图28是探针-al³⁺配合物目视比色检测微量水的颜色变化照片；

图29是探针-zn²⁺配合物目视比色检测微量水的颜色变化照片。

具体实施方式

实施例1：

1、一种探针，其化学结构式为：

探针的合成路线如下：

探针的具体制备方法为：

在氮气保护下称取三(2-氨乙基)胺(4.00g，27.36mmol)于100ml的三口瓶中，量取20ml的无水乙醇搅拌升温回流，再称取罗丹明b(1.64g，3.42mmol)溶于40ml的无水乙醇中，加入恒压漏斗中，缓慢滴加入三口烧瓶，滴加完成后回流36h，减压蒸去乙醇，用二氯甲烷(3×100ml)萃取，有机相用无水硫酸钠干燥过夜，蒸去溶剂，得红色粘稠状物，硅胶柱层析分离，洗脱液为甲醇/三氯甲烷/三乙胺＝9/1/1(v/v/v)，得1.63g无色粘稠状中间体a，产率83.1％。结构表征数据为：¹hnmr(500mhz,cdcl3,ppm)δ:7.887(s,1h,arh)，7.452(s,2h,arh),7.097(bs,1h,arh)，6.396(d,j＝12.5hz,4h,arh)，6.282(d,j＝9.0hz,2h,arh)，3.365～3.337(m,8h,-ch2ch3)，3.154(t,j＝7.8hz,2h,o＝cnch2-)，2.557(t,j＝6.0hz,4h,-ch2nh2)，2.357(t,j＝6.0hz,4h,nch2ch2)，2.237(t,j＝7.5hz,2h,nch2ch2),1.251(m,6h,-ch2ch3)，1.169(t,j＝7.0hz,12h,-ch3)。

在100ml三口瓶中，称取中间体a(500mg,0.87mmol)和苯并噻唑醛(350mg,1.31mmol)溶于60ml干乙醇中，在氮气保护下回流反应4h，减压蒸去溶剂得黄绿色固体，硅胶柱层析分离，洗脱液为二氯甲烷/正己烷/二乙胺＝60/40/2(v/v/v)，得黄绿色固体362mg，产率50.3％。；结构表征数据为：ir(kbr,νcm^-1):3428(o-h),2962(-ch3),1690(c＝n),1640(c＝o),1596(c＝c),1472(c＝c),1349(n-ch3),803(ar-h)，745(ar-h).¹hnmr(500mhz,cdcl3,ppm)δ:11.717(s,1h,-oh),8.117(s,2h,-ch＝n×2),7.970(s,1h,arh),7.861(d,j＝8.5hz,2h,arh×2),7.726(d,j＝8.5hz,1h,arh),7.534(d,j＝8.5hz,2h,arh×2),7.410(m,2h,arh),7.198(d,j＝8.0hz,1h,arh),7.138(bs,1h,arh),6.890(d,j＝9.5hz,1h,arh),6.524(m,j＝9.5hz,4h,arh),6.388(d,j＝5.5hz,2h,arh),3.479(m,j＝5.5hz,4h,-ch2-),3.376～3.289(m,8h,-ch2ch3),2.753(t,j＝5.5hz,4h,-ch2nh2),2.444(t,j＝8.0hz,2h,nch2ch2),1.444(t,j＝7.0hz,2h,ch2nh2),1.214(t,j＝7.0hz,12h,-ch3).¹³cnmr(500m,cdcl3,ppm)δ:168.50,165.09,160.30,153.52,153.19,152.62,151.66,149.88,148.92,132.94,132.42,131.80,129.19,126.46,125.52,123.90,122.68,122.18,121.37,119.20,118.69,114.64,108.21,105.67,97.70,77.28,77.03,76.77,57.09,54.72,54.17,4.13.ms(maldi-tof)calcdfor[c46h50n12o8]:m/z1076.417,found:m/z1077.269[m+h]⁺。

实施例2.试剂配制

(1)探针溶液的配制：称取10.76mg实施例1中制备的探针，用1.4二氧六环溶解，并配制成浓度为1mm的探针储备液10ml；

(2)hg²⁺储备液配制：称取226.8mg高氯酸汞，用超纯水溶解，配制成浓度为20mm的水溶液50ml；另称取高氯酸汞，用乙腈溶解，配制成浓度为1mm的无水溶液。

(3)al³⁺储备液的配制：称取九水合高氯酸铝343.3mg，用超纯水溶解，配制成浓度为20mm的水溶液50ml；另称取高氯酸铝，用乙腈溶解，配制成浓度为1mm的无水溶液；

(4)其他金属离子(li⁺，na⁺，k⁺，mg²⁺，ca²⁺，ba²⁺，sr²⁺，fe³⁺，sr²⁺，zn²⁺，co²⁺，ni²⁺，cd²⁺，pb²⁺，cr³⁺，ag⁺，cu²⁺，mn²⁺)储备液的配制：分别取相应金属离子的高氯酸盐，用超纯水溶，并配制成20mm的金属离子储备液。

实施例3.荧光光谱法检测hg²⁺、al³⁺

1、检测hg²⁺

在10ml容量瓶中加入探针溶液(1mm，100μl)，用1,4-二氧六环/水稀释，使探针溶液的组成为1,4-二氧六环/水的体积比是97/3，摇匀。在1cm的比色皿中加入3ml，以360nm为荧光激发波长，进行荧光光谱测定。

在1,4-二氧六环/水的体积比是97/3、探针浓度为10μm的溶液基本没有荧光发射。分别加入100μm的金属离子：hg²⁺，al³⁺，li⁺，na⁺，k⁺，zn²⁺，mg²⁺，ca²⁺，ba²⁺，sr²⁺，cr³⁺，fe³⁺，co²⁺，ni²⁺，cu²⁺，pb²⁺，cd²⁺，ag⁺，mn²⁺，放置1小时，只有al³⁺、hg²⁺的加入使探针在585nm处的荧光峰显著增强(见图1)。

在1,4-二氧六环/水的体积比是97/3、浓度为10μm的探针溶液中，分别加入用不同浓度的hg²⁺离子，放置1小时，进行荧光光谱滴定(见图2)。测定hg²⁺浓度变化时探针在585nm处的荧光强度，获得荧光校正曲线(见图3)。由校正曲线的斜率和测定11次空白值的标准偏差，测定并计算得到探针荧光法检测hg²⁺的浓度线性范围和检出限列于表1。

在1,4-二氧六环/水的体积比是97/3浓度、为10μm的探针溶液中，加入100μm的hg²⁺后，再向探针-hg²⁺体系中加入同等量的其他金属离子如li⁺，na⁺，k⁺，mg²⁺，ca²⁺，ba²⁺，zn²⁺，sr²⁺，ni²⁺，cd²⁺，pb²⁺，co²⁺，al³⁺，cr³⁺，fe³⁺，ag⁺，cu²⁺，mn²⁺，放置1小时，测定荧光强度变化。fe³⁺离子对探针检测hg²⁺有微弱的影响；其他金属离子对探针-hg²⁺体系没有影响。(见图4)

2、检测al³⁺

在10ml容量瓶中加入探针溶液(1mm，100μl)，用1,4-二氧六环/水稀释，使探针溶液的组成为1,4-二氧六环/水的体积比是97/3，摇匀。在1cm的比色皿中加入3ml，以360nm为荧光激发波长，进行荧光光谱测定。

在1,4-二氧六环/水的体积比是97/3、浓度为10μm的探针溶液中基本没有荧光发射。分别加入100μm的金属离子：hg²⁺，al³⁺，li⁺，na⁺，k⁺，zn²⁺，mg²⁺，ca²⁺，ba²⁺，sr²⁺，cr³⁺，fe³⁺，co²⁺，ni²⁺，cu²⁺，pb²⁺，cd²⁺，ag⁺，mn²⁺，放置1小时，只有al³⁺、hg²⁺的加入使探针在585nm处的荧光峰显著增强(见图1)。

在1,4-二氧六环/水的体积比是97/3、浓度为10μm的探针溶液中，分别加入用不同浓度的al³⁺离子，放置1小时，进行荧光光谱滴定(见图5)。测定al³⁺浓度变化时探针在585nm处的荧光强度，获得荧光校正曲线(见图6)。由校正曲线的斜率和测定11次空白值的标准偏差，测定并计算得到探针荧光法检测al³⁺的浓度线性范围和检出限列于表1。

在1,4-二氧六环/水的体积比是97/3、浓度为10μm的探针溶液中，加入100μm的al³⁺后，再向探针-al³⁺体系中加入同等量的其他金属离子如li⁺，na⁺，k⁺，mg²⁺，ca²⁺，ba²⁺，zn²⁺，sr²⁺，ni²⁺，cd²⁺，pb²⁺，co²⁺，hg²⁺，cr³⁺，fe³⁺，ag⁺，cu²⁺，mn²⁺，放置1小时，测定荧光强度变化。fe³⁺离子对探针检测al³⁺有微弱的影响；其他金属离子对探针-al³⁺体系没有影响。(见图7)

实施例4.紫外-可见吸收光谱检测hg²⁺、al³⁺。

1、检测hg²⁺

在10ml容量瓶中加入探针溶液(1mm，100μl)，用1,4-二氧六环/水稀释，使探针溶液的组成为1,4-二氧六环/水的体积比是97/3，摇匀。在1cm的比色皿中加入3ml，进行紫外-可见吸收光谱测定。。

在1,4-二氧六环/水的体积比是97/3、浓度为10μm的探针溶液中，分别加入100μm的金属离子：hg²⁺，al³⁺，li⁺，na⁺，k⁺，zn²⁺，mg²⁺，ca²⁺，ba²⁺，sr²⁺，cr³⁺，fe³⁺，co²⁺，ni²⁺，cu²⁺，pb²⁺，cd²⁺，ag⁺，mn²⁺，放置1小时，只有al³⁺、hg²⁺的加入使探针在558nm处的吸光度显著增强(见图8)。

在1,4-二氧六环/水的体积比是97/3、浓度为10μm的探针溶液中，分别加入用不同浓度的hg²⁺离子，放置1小时，进行吸收光谱滴定(见图9)。测定hg²⁺浓度变化时探针在558nm处的吸光度，获得吸光度校正曲线(见图10)。由校正曲线的斜率和测定11次空白值的标准偏差，测定并计算得到探针吸收光谱法检测hg²⁺的浓度线性范围和检出限列于表1。

在1,4-二氧六环/水的体积比是97/3、浓度为10μm的探针溶液中，加入100μm的hg²⁺后，再向探针-hg²⁺体系中加入同等量的其他金属离子如li⁺，na⁺，k⁺，mg²⁺，ca²⁺，ba²⁺，zn²⁺，sr²⁺，ni²⁺，cd²⁺，pb²⁺，co²⁺，al³⁺，cr³⁺，fe³⁺，ag⁺，cu²⁺，mn²⁺，放置1小时，测定吸光度变化。其他金属离子对探针-hg²⁺体系没有影响。(见图11)。

2、检测al³⁺

在10ml容量瓶中加入探针溶液(1mm，100μl)，用1,4-二氧六环/水稀释，使探针溶液的组成为1,4-二氧六环/水的体积比是97/3，摇匀。在1cm的比色皿中加入3ml，进行紫外-可见吸收光谱测定。

在1,4-二氧六环/水的体积比是97/3、浓度为10μm的探针溶液中，分别加入100μm的金属离子：hg²⁺，al³⁺，li⁺，na⁺，k⁺，zn²⁺，mg²⁺，ca²⁺，ba²⁺，sr²⁺，cr³⁺，fe³⁺，co²⁺，ni²⁺，cu²⁺，pb²⁺，cd²⁺，ag⁺，mn²⁺，放置1小时，只有al³⁺、hg²⁺的加入使探针在558nm处的吸光度显著增强(见图8)。

在1,4-二氧六环/水的体积比是97/3、浓度为10μm的探针溶液中，分别加入用不同浓度的al³⁺离子，放置1小时，进行吸收光谱滴定(见图12)。测定al³⁺浓度变化时探针在558nm处的吸光度，获得吸光度校正曲线(见图13)。由校正曲线的斜率和测定11次空白值的标准偏差，测定并计算得到探针吸收光谱法检测al³⁺的浓度线性范围和检出限列于表1。

在1,4-二氧六环/水的体积比是97/3、浓度为10μm的探针溶液中，加100μm的al³⁺后，再向探针-al³⁺体系中加入同等量的其他金属离子如li⁺，na⁺，k⁺，mg²⁺，ca²⁺，ba²⁺，zn²⁺，sr²⁺，ni²⁺，cd²⁺，pb²⁺，co²⁺，hg²⁺，cr³⁺，fe³⁺，ag⁺，cu²⁺，mn²⁺，放置1小时，测定吸光度变化。其他金属离子对探针-al³⁺体系没有影响。(见图14)

表1探针检测hg²⁺,al³⁺的分析参数

实施例5.探针-hg²⁺、探针-al³⁺、探针-zn²⁺配合物检测1,4-二氧六环中h2o

1.荧光光谱法检测

1)探针-hg²⁺配合物检测

在10ml容量瓶中加入浓度为1mm的探针的1,4-二氧六环储备液100μl及浓度为1mm的hg²⁺的乙腈储备液100μl，用h2o/1,4-二氧六环混合溶剂稀释，摇匀。在1cm的比色皿中加入3ml，进行荧光光谱测定。

在浓度为10μm探针-hg²⁺的1,4-二氧六环溶液中，改变混合溶剂h2o/1,4-二氧六环的体积比，放置1小时，以360nm为荧光激发波长，进行荧光光谱测定(见图16)。测定1,4-二氧六环中h2o的体积比变化时探针-hg²⁺配合物试剂在585nm处的荧光强度，得到探针-hg²⁺检测水的荧光强度变化曲线(见图17)，分别获得1,4-二氧六环中h2o的体积百分数在1％～10％、10％～20％范围的两条荧光校正曲线(见图18、19)，由此校正曲线可定量检测混合溶剂中水的含量。

2)探针-al³⁺配合物检测

在10ml容量瓶中加入浓度为1mm的探针的1,4-二氧六环储备液100μl及浓度为1mm的al³⁺的乙腈储备液100μl，用h2o/1,4-二氧六环混合溶剂稀释，摇匀。在1cm的比色皿中加入3ml，进行荧光光谱测定。。

在浓度为10μm探针-al³⁺配合物试剂的1,4-二氧六环溶液中，改变混合溶剂h2o/1,4-二氧六环的体积比，放置1小时，以360nm为荧光激发波长，进行荧光光谱测定(见图20)。测定1,4-二氧六环中h2o体积比变化时探针-al³⁺配合物试剂在585nm处的荧光强度，得到探针-al³检测水的荧光强度变化曲线(见图21)，并且获得1,4-二氧六环中h2o的体积百分数在1％～9％范围的荧光校正曲线(见图22)，由此校正曲线可定量检测混合溶剂中水的含量。

3)探针-zn²⁺配合物检测

在10ml容量瓶中加入浓度为1mm的探针的1,4-二氧六环储备液100μl及浓度为1mm的zn²⁺的乙腈储备液100μl，用h2o/1,4-二氧六环混合溶剂稀释，摇匀。在1cm的比色皿中加入3ml，进行荧光光谱测定。。

在浓度为10μm探针-zn²⁺配合物试剂的1,4-二氧六环溶液中，改变混合溶剂h2o/1,4-二氧六环的体积比，放置1小时，以360nm为荧光激发波长，进行荧光光谱测定(见图23)。测定1,4-二氧六环中h2o体积比变化时探针-zn²⁺配合物试剂在548nm处的荧光强度，得到探针-zn²检测水的荧光强度变化曲线(见图24)，分别获得1,4-二氧六环中h2o的体积比在1％～20％、50％～70％范围的两条荧光校正曲线(见图25、26)，由此校正曲线可定量检测混合溶剂中水的含量。

2.目视比色法检测检测

1)探针-hg²⁺配合物检测

在一系列比色皿中，用浓度为1mm的探针的1,4-二氧六环储备液和浓度为1mm的hg²⁺的乙腈储备液配制成浓度为50μm的探针-hg²⁺配合物试剂溶液，分别用1,4-二氧六环中水的体积比为0％、1％、30％的混合溶剂稀释，放置1小时，365nm紫外灯下，探针-hg²⁺配合物试剂溶液发射荧光的颜色随1,4-二氧六环中水的体积百分数的增加由绿色变为橙色而后猝灭。通过目视比色，最低能检测1,4-二氧六环中水的体积百分数为1％的混合溶剂中水的含量，最高能检测1,4-二氧六环中水的体积百分数为30％的混合溶剂中水的含量。颜色变化敏锐、清晰(如图27)。

2)探针-al³⁺配合物检测

在一系列比色皿中，用浓度为1mm的探针的1,4-二氧六环储备液和浓度为1mm的al³⁺的乙腈储备液配制成浓度为50μm的探针-al³⁺配合物试剂溶液，分别用1,4-二氧六环中水的体积比为0％、1％、10％的混合溶剂稀释，放置1小时，365nm紫外灯下，探针-al³⁺配合物试剂溶液发射荧光的颜色随1,4-二氧六环中水的体积百分数的增加由绿色变为橙色而后猝灭。通过目视比色，最低能检测1,4-二氧六环中水的体积百分数为1％的混合溶剂中水的含量，最高能检测1,4-二氧六环中水的体积百分数为10％的混合溶剂中水的含量。颜色变化敏锐、清晰(如图28)。

3)探针-zn²⁺配合物检测

在一系列比色皿中，用浓度为1mm的探针的1,4-二氧六环储备液和浓度为1mm的znl²⁺的乙腈储备液配制成浓度为10μm的探针-zn²⁺配合物试剂溶液，分别用1,4-二氧六环中水的体积比为0％、1％、40％的混合溶剂稀释，放置1小时，365nm紫外灯下，探针-znl²⁺配合物试剂溶液发射荧光的颜色随1,4-二氧六环中水的体积百分数的增加由橙色而后猝灭后变为黄色。通过目视比色，最低能检测1,4-二氧六环中水的体积百分数为1％的混合溶剂中水的含量，最高能检测1,4-二氧六环中水的体积百分数为10％的混合溶剂中水的含量。颜色变化敏锐、清晰(如图29)。