一种具有硫离子、铜离子和pH值多重检测功能的荧光传感器制备方法及应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有硫离子、铜离子和pH值多重检测功能的荧光传感器制备方法及应用。该荧光传感器是以罗丹明B、乙二胺和异硫氰酸荧光素为原料制备的一种新型荧光传感器。该荧光传感器能在水中能实现对硫阴离子和铜离子的高选择性和高灵敏度检测，同时还能对pH值进行高灵敏度测定。相比于现有的荧光检测技术，本发明得到的荧光传感器具有对硫离子、铜离子和pH值多重检测的功能，且投入成本较低，合成路线简单，检测设备和方法简便，适于放大合成和实际生产应用，在分析化学、生命科学、以及环境科学等【技术领域】有着巨大的应用前景。
【专利说明】一种具有硫离子、铜离子和pH值多重检测功能的荧光传感 器制备方法及应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及分析化学、生命科学以及环境科学等【技术领域】，具体来说，涉及具有硫 离子、铜离子和pH值多重检测功能的荧光传感器及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 在众多环境和生物体内存在的阴离子中，硫离子（S勹是一类对生物体，特别是人 体有毒害的物质。研宄发现，高浓度的S 2-将导致人体出现各种不适症状，包括刺激粘膜、无 意识和呼吸停顿。而更为严重的是，在酸性条件下，S2-将进一步质子化变为HS?从而变得 更有毒性和腐蚀性。近期研宄表明，质子化后的HS_会影响人体的多种生理过程，包括中枢 神经系统、呼吸系统、消化系统和内分泌系统；并与肝硬化、糖尿病、唐氏综合症等症状有一 定程度上的相关性。
[0003] 铜是人体生命活动必需的微量元素，广泛分布于生物组织中。生物系统中许多涉 及氧的电子传递和氧化还原反应都是由含铜酶催化的，这些酶对生命过程都是至关重要 的；同时，体内铜的含量对于免疫功能、脂质和糖代谢以及激素分泌等都有一定的影响，当 体内铜含量过高时，会导致上腹疼痛、恶心、呕吐、甚至休克、昏迷或死亡。因此，对铜离子的 直接快速检测一直以来都是科学研宄的焦点。
[0004] 在另一方面，细胞内的pH值对整个生命系统起着相当重要的作用，其在细胞、酶 和组织活性等方面都起着至关重要的作用，比如离子运输和细胞增殖等。细胞内pH值的微 小变化就可导致细胞功能障碍，对生物体造成不良后果，其与一些常见的疾病也有很大相 关性，如癌症、老年痴呆症等，因此，精确快速地测定细胞内的pH值能够为整个生命系统提 供非常重要的信息。
[0005] 目前，已经发展起来的检测硫离子、铜离子和pH值的方法很多，如电化学方法，原 子吸收光谱法，原子发射光谱法等。然而，大部分的检测方法成本投入较高，检测过程过于 复杂，这些因素都严重制约了某些方法在实际检测中的运用。因此，发明一种简单、低成本 且高效的检测技术具有相当重要的现实意义和应用前景。近年来，荧光传感器因其优异的 光学性能，受到了越来越多的关注，在化学、医学和环境科学等研宄领域显示了极其广阔 的应用前景。相对于其它检测手段而言，荧光传感器具有不破坏样品、可设计性强、灵敏度 高、选择性好等显著特性，而成为了多个领域中离子检测与识别研宄的焦点。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种具有硫离子、铜离子和pH值多重检测功能的荧光传 感器制备方法及应用，该荧光传感器是以罗丹明B、乙二胺、和异硫氰酸荧光素为原料合成 的一种具有硫离子、铜离子和pH值多重检测功能的水溶性荧光传感器。进一步应用研宄表 明，该荧光传感器能够实现对硫离子和铜离子的高灵敏度、高选择性的快速检测，还能对pH 值进行精确检测。
[0007] 本发明的目的是通过下述方式实现的：
[0008] 一种具有硫离子、铜离子和pH值多重检测功能的荧光传感器制备方法，包括以下 步骤：
[0009] (1)将一定量的罗丹明B溶解于无水甲醇中，置于队保护和避光的条件下，20? 50min后，升温至40°C时快速加入乙二胺，继续升温至85°C搅拌回流20?40小时，反应结 束后过滤，再除去大部分（80?95% )无水甲醇，再加一定量的蒸馏水沉淀，抽滤得到所需 产物，真空干燥，得乙二胺内酰胺化罗丹明B ;
[0010] (2)取步骤（1)合成的乙二胺内酰胺化的罗丹明B和异硫氰酸荧光素溶解于除水 的N，N-二甲基甲酰胺，将混合溶液置于避光和队保护的条件下室温搅拌20?40h，反应结 束后除去大部分（85?95% )N，N-二甲基甲酰胺，过柱提纯产物，真空干燥，得所需的荧光 传感器，即一种具有硫离子、铜离子和pH值多重检测功能的荧光传感器，其结构式如下：
[0011]
【权利要求】
1. 一种具有硫离子、铜离子和PH值多重检测功能的荧光传感器制备方法，其特征在 于，包括以下步骤： (1) 将一定量的罗丹明B溶解于无水甲醇中，置于队保护和避光的条件下，20?50min 后，升温至40°C时加入乙二胺，继续升温至85°C搅拌回流20?40小时，反应结束后过滤， 再除去80?95%无水甲醇，再加一定量的蒸馏水沉淀，抽滤得到所需产物，真空干燥，得乙 二胺内酰胺化罗丹明B; (2) 取步骤（1)合成的乙二胺内酰胺化的罗丹明B和异硫氰酸荧光素溶解于除水的 N，N-二甲基甲酰胺，将混合溶液置于避光和队保护的条件下室温搅拌20?40小时，反应 结束后除去85?95%N，N-二甲基甲酰胺，过柱提纯产物，真空干燥，得所需的荧光传感器， 即一种具有硫离子、铜离子和PH值多重检测功能的荧光传感器，其结构式如下：
2. 根据权利要求1所述的具有硫离子、铜离子和pH值多重检测功能的荧光传感器制 备方法，其特征在于：所述步骤（1)中，罗丹明B和乙二胺的摩尔比为1:10?30 ;所述罗丹 明B在无水甲醇中的浓度为0. 01?0. 04mol/L;所述乙二胺在无水甲醇中的浓度为0. 30? 0.60mol/L〇
3. 根据权利要求1或2所述的具有硫离子、铜离子和pH值多重检测功能的荧光传感器 制备方法，其特征在于：所述步骤（2)中，乙二胺内酰胺化的罗丹明B和异硫氰酸荧光素的 摩尔比为I:I. 0?1. 6 ;所述乙二胺内酰胺化罗丹明在N，N-二甲基甲酰胺的浓度为0. 01? 0. 04mol/L;所述异硫氰酸荧光素在N，N-二甲基甲酰胺中的浓度为0. 01?0. 06mol/L。
4. 根据权利要求3所述的具有硫离子、铜离子和pH值多重检测功能的荧光传感器制备 方法，其特征在于：所述无水甲醇和N，N-二甲基甲酰胺的去除方式为旋转蒸发。
5. 权利要求1至4任一项所述的制备方法制备的荧光传感器。
6. 权利要求1至4任一项所述的制备方法制备的荧光传感器在硫离子、铜离子和pH值 多重检测中的应用。
【文档编号】C09K11/06GK104449678SQ201510001105
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2015年1月4日 优先权日:2015年1月4日
【发明者】陈建, 李亚, 王宏, 钟维邦, 吕锟, 侯庆阳, 易平贵 申请人:湖南科技大学