离子检测探针、试纸及试液的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种荧光探针的制备及其对Cu2+和S2-离子的快速可视化检测方法，属 于化学合成与环境分析学科交叉技术领域。
【背景技术】
[0002] 铜是生物体中基本的微量元素之一的，在不同的生理过程如线粒体的呼吸、铁的 吸收及大量酶的氧化还原过程（包括超氧化歧化酶和酪氨酸酶等）中作为催化辅助因子 起着重要作用。但生物体内摄入过量的铜也会产生毒性，从而引起Wilson's，Menkes和 Alzheimer's等神经性疾病。人类由于长期大量的过度使用铜进行生产生活，其已成为环 境中的一种重要污染物。含S2_离子的硫化物是环境水体中重要的污染物之一，其在环境中 会对植物根茎具有强腐蚀性、对水体中溶解氧进行还原以及形成H2S对人体和大气照成危 害，因此，硫化物（或硫化氢）含量是衡量水体（或大气）受污染程度的一项重要指标，也 是我国实施排放总量控制的指标之一。因而，发展快速、携带方便的现场环境Cu2+和S2_离 子的快速检测具有重要意义。
[0003] 目前对Cu2+和S2-的检测方法主要有分光光度法、极谱法、化学发光法、原子吸收光 谱法、高效液相色谱法（HPLC)、电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES)与电感耦合等离 子体质谱法（ICP-MS)等。这些方法存在着诸如仪器昂贵、样品制复杂、检测步骤繁琐等需 克服的问题，更为重要的是这些仪器昂贵且其重量和体积大不利于搬运到环境现场，无法 实现检测人员在第一现场进行快速、定性定量检测。
[0004] 目前已有文献报道了一些有关对Cu2+或S2-进行定性定量检测的一些荧光探针 (参见：（a)袁跃华等.高等学校化学学，2011，32(1)，62 ;(b)崔建强，华章，2012, 34, 364. (〇)陈稼轩，等.有机化学，2012,32，1930.((1)￥311?11，6七31.111〇找311；[0301；[111；[03六(^已， 2014,419 141)。但这些报道的探针具有水溶性差（难于应用于水体环境检测）、功能单一 或无法做成便携式试纸的可视化进行开发应用。此外，这些探针对Cu2+或S的检测均在实 验室条件下需借助大型仪器方能完成，对于环境现场的Cu2+或S2_应急检测无法实现。因此， 发展同一探针分子具有携带方便、实时快速地实用于实际水体环境的应急检测的双功能探 针十分重要。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的这一是提供一种快速、可视化、可用于环境现场检测Cu2+和/或 S2^离子的探针及其合成方法和对Cu2+和/或S2-离子的快速可视化检测试纸、试液的制备方 法。该探针在水中对Cu2+和S离子具有特异选择性和灵敏度。与Cu2+离子结合后立即可 见其溶液酒红色；该酒红色溶液与S2^离子结合后由酒红色变为无色，可以实现Cu2+和S勺 连续快速可视化检测。可以进行现场实时、快速直接的定性定量检测。可将此探针制备成 Cu2+离子可视检测试纸和检测试剂盒以及St的可视检测试液。
[0006] Cu2+和S2_离子检测探针、试纸及试液的制备方法，由下述步骤组成：
[0007] 步骤一：将一定量的罗丹明B溶解于无水甲醇中制成浓度为100~300mol/L的 溶液，加入与罗丹明B等摩尔的水合肼，在微波功率为300-600W、温度为50-80°C以及常压 下微波反应50-120分钟，冷却后，加入与罗丹明B等摩尔的1-萘甲醛，继续在微波功率为 300-600W、温度为50-80°C常压下加热回流20-50分钟，旋蒸至溶液体积10-50mL，冷却，放 入冰箱冷却2-3h，过滤用无水乙醇重结晶既得目标探针RBA;
[0008] 反应方程式为：
【主权项】
1. 一种Cu2+和S2^离子检测探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1 :将一定量的罗丹明B溶解于无水甲醇中，制成浓度为100~300mol/L的溶液， 然后加入与罗丹明B等摩尔的水合肼，在微波条件下微波反应50-120分钟，然后冷却； 步骤2 :向上述冷却液中加入与罗丹明B等摩尔的1-萘甲醛，继续在微波条件下加热 回流20-50分钟，旋蒸浓缩至溶液体积至5~20mL，冷却； 步骤3 :将冷却后的反应物过滤，用无水乙醇重结晶，结晶物即为目标探针，记为RBA。
2. 如权利要求1所述的一种Cu 2+和S 离子检测探针的制备方法，其特征在于，所述步 骤1中的微波条件为：常压下微波功率为300-600W，反应温度为50-80°C。
3. 如权利要求1所述的一种Cu 2+和S 离子检测探针的制备方法，其特征在于，所述步 骤2中的微波条件为：常压下微波功率为300-600W，反应温度为50-80°C。
4. 一种检测Cu 2+的试纸的制备方法，其特征在于，将权利要求1制得的探针溶于无水 乙醇中，制成浓度为〇. 001~〇. lmol/L的溶液，将滤纸放入溶液中，浸泡12-24小时，取出 风干即得可定性定量可视化检测Cu2+的试纸。
5. -种检测S2_的试液的制备方法，其特征在于，将权利要求1制得的探针溶于无水乙 醇中，制成浓度为〇. 001~〇. lmol/L的溶液，加入等摩尔的铜盐，分装既得可定性定量可视 化检测S2_的试液。
6. 如权利要求5所述的一种检测S 的试液的制备方法，其特征在于，所述铜盐为氯化 铜、醋酸铜或高氯酸铜中的一种或几种。
7. 权利要求1至4中任一项的检测探针的用途，用于水体环境中Cu 2+和S 离子的快 速检测。
8. 权利要求1至4中任一项的检测探针的用途，用于制备Cu 2+检测试纸或检测试剂盒 及Cu2+和S2^离子的检测试液。
【专利摘要】本发明公开了一种Cu2+和S2-离子检测探针、试纸及试液的制备方法，该方法用罗丹明B和水合肼在微波条件下反应，然后加入1-萘甲醛继续反应，制备得Cu2+和S2-离子检测探针。将探针溶于无水乙醇溶液，将滤纸浸泡后风干即得试纸，将探针溶于无水乙醇并加放铜盐即得检测S2-的试液。本发明提供的探针的制备方法在微波条件下一步合成，缩短了常规方法的反应时间，提高了产率，降低了能耗，制成探针步骤中测试液的浓度低，探针对金属离子的选择性高，裸眼下即可对Cu2+离子进行选择性识别，在RBA-Cu2+体系液下可实现对S2-离子的选择性识别，且不受阴阳离子的干扰的影响。
【IPC分类】C07D491-107, G01N21-78
【公开号】CN104628735
【申请号】CN201510039742
【发明人】袁泽利, 文旭, 江波, 胡庆红, 杨洁, 吴庆, 张铭钦
【申请人】袁泽利
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月27日