一种汞离子探针及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种新型隶离子探针及其制备方法，特别涉及该探针的实际应用性 能；作为试纸条对隶离子超高灵敏度的检测。
【背景技术】
[0002] 隶及其各种存在形式对人体和环境都具有极大的毒害作用。虽然各国政府及环保 机构都制定了严格的关于隶使用及排放的标准，但由于人类活动W及自然界的排放，越来 越严重的隶污染已经对人类和环境造成了严重威胁。因此，发展快速方便、经济、高性能的 隶离子检测手段显得越来越迫切。近年来，由于人们的不懈努力，英光、比色、电化学W及其 它很多种类的隶离子传感器被开发应用。在该些方法中，基于化学反应的反应型隶离子传 感器由于其优异的选择性，受到了越来越多的重视。到目前为止，一系列的反应型隶离子传 感器已经被研发出来。虽然该种方法的灵敏度在溶液中较好，但是由于受到反应自身的限 巧||，作为试纸条在实际应用中其灵敏度往往较低，一般只有1(T4~10可1〇1/1的最低检出浓 度，限制了其进一步发展和实际应用。因此如何进一步提高传感器在固态时的检出限具有 非常重要的现实意义。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的主要是运用新的策略，通过合理的分子设计，实现隶离子高选择性 和高灵敏度的检测，并且希望所开发的传感器是一种快速高效、廉价并且可W实际应用的 隶离子检测工具。我们发现接力的策略实现了一种多级放大的效果，同时该种探针可W方 便廉价的制备成稳定的试纸条。更重要的是，在仅凭肉眼观察的情况下，所制备的试纸条对 隶离子水溶液的检出限达到了lXl(Tmol/L(20ppb)。该种传感器实现了对隶离子的快速 高效检测，并且是一种极具实际应用价值、经济的方法。
[0004] 本发明通过一种接力的策略，将隶离子促进的缩硫丽脱保护反应与化学碱引发的 丽-帰醇异构化反应有机地结合起来，使得所制备的探针同时具备两者的优势：优秀的选 择性和超高的灵敏度，从而实现了一种多级放大的效果。在试纸条实验中，无色到紫色该种 巨大的颜色变化可W通过肉眼直接观察而不需要借助其它任何仪器，并且其对隶离子水溶 液的检出限达到了lXl(T7mol/L(20ppb)。实现了对隶离子快速，方便，经济的检测，尤其是 如此低的检出限可W方便地应用于生活废水和工业废水的直接检测。
[0005] 本发明的技术方案具体如下：
[0006]-种隶离子探针，即化合物TPE-S，具有式（I)所示的结构：
[0007]
【主权项】
1. 一种汞离子探针，其特征在于，具有式（I)所示的结构：
2. -种制备权利要求1所述的汞离子探针的方法，其特征在于，包括以下步骤：首先四 苯乙烯与硝基苯乙酸进行付克酰基化反应得到化合物TPE-O ;然后化合物TPE-O与1，2-乙 二硫醇反应得到权利要求1所述的汞离子探针；所述的化合物TPE-O的结构式如式（II)所 示：
3. 根据权利要求2所述的制备汞离子探针的方法，其特征在于，具体包括以下步骤： (1) 氮气氛围下，搅拌条件下将过量的二氯亚砜加入到对硝基苯乙酸的硝基苯溶液中， 65°C反应12个小时，然后真空下将过量的二氯亚砜除去；冰浴条件下，加入四苯乙烯和三 氯化铝，其中，对硝基苯乙酸、四苯乙烯和三氯化铝的摩尔比为1 :1 :1，室温反应4小时，纯 化得到化合物TPE-O ; (2) 氮气氛围下，将化合物TPE-O和干燥的二氯甲烷混匀，搅拌条件下滴加1，2-乙二硫 醇和三氟化硼-乙醚络合物，其中化合物ΤΡΕ-0、1，2-乙二硫醇和三氟化硼-乙醚络合物的 摩尔比为I :1. 5 :3,30°C反应过夜，即得到权利要求1所述的汞离子探针。
4. 权利要求1所述的汞离子探针在汞离子检测的应用。
5. -种利用权利要求1所述的汞离子探针检测溶液中汞离子的方法，其特征在于，包 括以下步骤：将权利要求1所述的汞离子探针配制成四氢呋喃溶液，然后加入含有汞离子 的溶液，混合均匀，再加入碱，室温下观察溶液颜色的变化，溶液颜色从浅黄色变成红紫色， 即检测出汞离子的存在。
6. -种汞离子检测试纸，其特征在于通过包含如下步骤的方法制备得到：将纸条浸泡 在浓度为IX l〇_3mol/L的权利要求1所述的汞离子探针的四氢呋喃溶液中，然后将纸条取 出，在空气中干燥，即得到汞离子检测试纸。
7. 权利要求6所述的汞离子检测试纸在汞离子检测中的应用。
8. -种利用权利要求6所述的汞离子检测试纸检测汞离子的方法，其特征在于：将权 利要求6所述的汞离子检测试纸在含有汞离子的溶液中浸湿，取出，晾干，向试纸上滴加叔 丁醇钾的叔丁醇饱和溶液，试纸的颜色由无色逐渐转变为深紫色，即检测出汞离子的存在。
【专利摘要】本发明公开了一种汞离子探针及其制备方法和应用。本发明所涉及的探针化合物可用作汞离子水溶液的荧光、比色传感器，该化合物制备简易，对汞离子的检测具有极好的选择性和灵敏度，并且具有极快的反应时间。特别是，由该化合物制备的试纸条对汞离子具有超高的灵敏度，其对汞离子的荧光响应检出限为1×10-6mol/L，对汞离子的比色响应检出限为1×10-7mol/L(20ppb)。在实际应用中，在仅凭肉眼而无需任何其它仪器的帮助下，该化合物制备的试纸条对汞离子水溶液的检出限为20ppb。结合试纸条方便廉价的制备，以及便于存储和实际操作的特性，使得本发明的汞离子传感器可以开发为现场检验汞离子污染的实际应用工具。
【IPC分类】C07D339-06, G01N21-78
【公开号】CN104829589
【申请号】CN201510162242
【发明人】李振, 阮志军, 秦金贵
【申请人】武汉大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月8日