专利名称：丹磺酸作为pH荧光探针的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及丹磺酸作为荧光探针在检测溶液PH值中的应用，属于光分析检测技术领域。
化学反应的进行或完成、细胞和细胞器的许多重要生理过程都与pH值密切相关。 因此，PH值的精确测量对化学、生物学研究都十分重要。现有的pH测量方法主要有电极法、 指示剂法和荧光光谱法等。电极法由于存在电化学干扰、可能的机械损伤等缺陷而不适于活体PH检测。指示剂法由于显色范围宽，导致检测灵敏度和准确度降低。荧光光谱法是一种基于光学信号建立的检测方法，其与前两种方法相比具有灵敏度高、选择性好、能够进行实时、原位检测等优点，因而受到较高的重视。
现有技术中，pH荧光探针普遍存在的问题是对氢离子的响应范围宽，从而导致探针的灵敏度低、选择性差、容易受到金属离子的干扰。因此，发展一种不易受金属离子干扰、 窄响应范围、可用于测定较窄PH范围的荧光探针仍是一个重要的研究方向。
丹磺酸，其化学式如I所示丹磺酸主要用于有机合成领域，它通常作为有机合成的初始原料，已经实现了商品化， 在化学试剂公司都可以买到。发明内容
本发明的一个目的在于提供丹磺酸作为pH荧光探针的应用。
本发明的另一个目的在于提供一种基于丹磺酸的pH值测定方法。
本发明所采用的技术方案是 丹磺酸作为PH荧光探针的应用。
一种测定pH值的方法，包括如下步骤背景技术1)制作标准曲线将丹磺酸加入不同PH值的缓冲溶液中，配置成相同浓度的丹磺酸溶液，记录各溶液的荧光强度，确定PH值与荧光强度的定量关系；2)将丹磺酸加入待测溶液中，配置成相同浓度的丹磺酸溶液，记录溶液的荧光强度；3)根据定量关系确定待测溶液的PH值。
优选的，上述一种测定pH值的方法，可在激发波长为320 nm，发射波长为500 nm 处，预先测定丹磺酸荧光探针的荧光强度随溶液PH值变化的定量关系。
优选的，上述一种测定PH值的方法，可在激发波长为观4 nm，发射波长为325 nm 处，预先测定丹磺酸荧光探针的荧光强度随溶液PH值变化的定量关系。
优选的，上述一种测定PH值的方法，可在激发波长为观4 nm，发射波长为336 nm 处，预先测定丹磺酸荧光探针的荧光强度随溶液PH值变化的定量关系。
本发明的有益效果是丹磺酸水溶性好，能很容易地配制成水溶液，并能在水溶液中方便地检测氢离子浓度， 是一种灵敏的PH荧光探针。
利用丹磺酸对pH缓冲溶液进行检测时，缓冲溶液的浓度在一个较宽的范围内不会影响到丹磺酸的荧光强度。另外，缓冲溶液的种类也不影响荧光响应，如磷酸、醋酸、硼酸、HEPES等缓冲溶液都不影响，应用范围广、准确性高。
丹磺酸对氢离子表现出两种荧光响应信号当激发波长为320 nm时，随着pH值的减小，丹磺酸的荧光光谱表现出强烈的荧光淬灭；而当激发波长为观4 nm时，随着pH值的减小，丹磺酸的荧光光谱表现出强烈的荧光增强。实验证明丹磺酸在PH值从7. 0到2. 0的范围内都具有荧光响应，且常见的金属离子对丹磺酸的荧光发射强度几乎没有影响，这样可以更为准确的测定实际溶液的PH值。
图1是不同pH值下，丹磺酸(浓度为1.0X10_5 mol/L)的荧光光谱图(激发波长为320 nm),箭头表示pH的变化从大到小依次为7. 0、6. 5、6. 0、5. 5、5. 0、4. 5、4. 0、3. 5、3. 0、 2. 5、2. 0 ；图2是丹磺酸(浓度为1.0X10_5 mol/L)在500 nm处的荧光发射强度与pH值的关系图(激发波长为320 nm)；图3是pH为3. 5时，丹磺酸的缓冲溶液(浓度为1. 0X10_5 mol/L)中分别滴加1. 0X10_4 mol/L 的 Ca2+、Cu2+、Fe3+、Hg2+、K+、Mg2+、Pb2+、Zn2+ 等常见金属离子后，其在 500 nm 的荧光发射强度(激发波长为320 nm)；图4是pH为5. 0时，丹磺酸的缓冲溶液(浓度为1. OX 10_5 mol/L)中分别滴加1. OX 10_4 mol/L 的 Ca2+、Cu2+、Fe3+、Hg2+、K+、Mg2+、Pb2+、Zn2+ 等常见金属离子后，其在 500 nm 的荧光发射强度(激发波长为320 nm)；图5是不同pH值下，丹磺酸(浓度为l.OXlO—5 mol/L)的荧光光谱图(激发波长为284 nm)，箭头表示 pH 的变化从大到小依次为 7. 0，6. 5，6. 0，5. 5，5. 0，4. 5，4. 0，3. 5，3. 0，2. 5， 2. 0 ；图6是丹磺酸(浓度为1.0X10_5 mol/L)在336 nm处的荧光强度与pH值的关系图(激发波长为观4 nm)；图7是丹磺酸(浓度为1.0X10_5 mol/L)在325 nm处的荧光强度与pH值的关系图(激发波长为观4 nm)；图8是pH为3. 5时，丹磺酸的缓冲溶液(浓度为1. OX 10_5 mol/L)中分别滴加1. OX 10_4 mol/L 的 Ca2+、Cu2+、Fe3+、Hg2+、K+、Mg2+、Pb2+、Zn2+ 等常见金属离子后，其在 336 nm 的荧光发射强度(激发波长为观4 nm)；图9是pH为5. 0时，丹磺酸的缓冲溶液(浓度为1. OX 10_5 mol/L)中分别滴加1. OX 10_4 mol/L 的 Ca2+、Cu2+、Fe3+、Hg2+、K+、Mg2+、Pb2+、Zn2+ 等常见金属离子后，其在 336 nm 的荧光发射强度(激发波长为观4 nm)。
具体实施方式
丹磺酸作为pH荧光探针的应用。
一种测定pH值的方法，包括如下步骤1)制作标准曲线将丹磺酸加入不同PH值的缓冲溶液中，配置成相同浓度的丹磺酸溶液，记录各溶液的荧光强度，确定PH值与荧光强度的定量关系；2)将丹磺酸加入待测溶液中，配置成相同浓度的丹磺酸溶液，记录溶液的荧光强度；3)根据定量关系确定待测溶液的pH值。
优选的，上述一种测定pH值的方法，可在激发波长为320 nm，发射波长为500 nm 处，预先测定丹磺酸荧光探针的荧光强度随溶液PH值变化的定量关系。
优选的，上述一种测定pH值的方法，可在激发波长为观4 nm，发射波长为325 nm 处，预先测定丹磺酸荧光探针的荧光强度随溶液PH值变化的定量关系。
优选的，上述一种测定pH值的方法，可在激发波长为观4 nm，发射波长为336 nm 处，预先测定丹磺酸荧光探针的荧光强度随溶液PH值变化的定量关系。
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不局限于此。以下所述缓冲溶液可为磷酸、醋酸、硼酸、HEPES等缓冲溶液。缓冲溶液中丹磺酸的浓度为1.0X10_5 mol/L，仅为本发明的一个优选方案，在实际操作中，可根据需要选择不同的浓度。
实施例1丹磺酸对PH的荧光识别分别配置含有丹磺酸的不同PH值(pH为7. 0,6. 5,6. 0,5. 5,5. 0,4. 5,4. 0,3. 5,3. 0、 2.5、2.0)的缓冲溶液，丹磺酸的浓度为1.0X10_5 mol/L。采用320 nm作为激发波长，测定各个不同PH值溶液的荧光光谱，实验结果如图1所示。将每个pH值下丹磺酸缓冲溶液的在500 nm处荧光发射峰的强度对pH作图，如图2所示。
由图1可见，用320 nm波长激发时，丹磺酸的荧光发射波长为500 nm，其对氢离子的响应表现为荧光淬灭信号。由图2可见，丹磺酸荧光探针对pH的响应范围很窄，在 2. (Γ7. 0的范围内，随着pH值的升高，荧光强度增强。根据荧光强度与PH值的关系，可以计算出其酸度系数pKa为4. 50。由此可见，丹磺酸荧光探针可用于强酸体系pH的测定。
丹磺酸荧光探针对氢离子的选择丹磺酸对氢离子的荧光识别几乎不受金属离子的影响，以下列实验为例在pH为3. 5 和5. 0的含丹磺酸1. OX 10_5 mol/L的缓冲溶液中，分别滴加1. OX 10_4 mol/L的钙、铜、铁、 铅、镁等常见金属离子。采用320 nm作为激发波长，测定丹磺酸溶液的荧光光谱，将其在500 nm处荧光发射峰的强度对应不同金属离子作图，结果如图3、图4所示。
由图3和图4可见，这些常见的金属离子对丹磺酸荧光探针识别氢离子的特性影响很小。
实施例2丹磺酸探针对PH的荧光识别分别配置含有丹磺酸的不同PH值(pH为7. 0,6. 5,6. 0,5. 5,5. 0,4. 5,4. 0,3. 5,3. 0、 2.5、2.0)的缓冲溶液，丹磺酸的浓度为1.0X10_5 mol/L。采用观4 nm作为激发波长，测定各个不同PH值溶液的荧光光谱，实验结果如图5所示。将每个pH值下丹磺酸缓冲溶液的在336nm处荧光发射峰的强度对pH作图，如图6所示。将每个pH值下丹磺酸缓冲溶液的在325 nm处荧光发射峰的强度对pH作图，如图7所示。
由图5可见，用观4 nm波长激发时，丹磺酸荧光探针在325 nm和336 nm处均有荧光发射信号，其对氢离子的响应表现为荧光增强信号。从图6和图7中可以看出，丹磺酸荧光探针对PH的响应范围很窄，在2. (Γ7. 0的范围内，随着pH值的降低，荧光强度增强。根据荧光强度与PH值的关系，我们计算出其酸度系数/7Ka为4. 39。由此可见，丹磺酸荧光探针可用于强酸体系PH的测定。
丹磺酸荧光探针对氢离子的选择丹磺酸对氢离子的荧光识别几乎不受金属离子的影响，以下列实验为例在pH为3. 5 和5. 0的含丹磺酸1. OX 10_5 mol/L的缓冲溶液中，分别滴加1. OX 10_4 mol/L的钙、铜、铁、 铅、镁等常见金属离子。采用观4 nm作为激发波长，测定丹磺酸溶液的荧光光谱，将其在 336 nm处荧光发射峰的强度对应不同金属离子作图，结果如图8、图9所示。
由图8和图9可见，丹磺酸对氢离子表现出非常高的选择识别作用，常见的金属离子对丹磺酸的荧光发射性质几乎没有影响。
以上实施例仅为介绍本发明的优选案例，对于本领域技术人员来说，在不背离本发明精神的范围内所进行的任何显而易见的变化和改进，都应视为本发明的一部分。
权利要求
1.丹磺酸作为PH荧光探针的应用。
2.一种测定pH值的方法，包括如下步骤1)制作标准曲线将丹磺酸加入不同PH值的缓冲溶液中，配置成相同浓度的丹磺酸溶液，记录各溶液的荧光强度，确定PH值与荧光强度的定量关系；2)将丹磺酸加入待测溶液中，配置成相同浓度的丹磺酸溶液，记录溶液的荧光强度；3)根据定量关系确定待测溶液的pH值。
3.根据权利要求2所述一种测定pH值的方法，包括在激发波长为320nm，发射波长为 500 nm处，预先测定丹磺酸荧光探针的荧光强度随溶液pH值变化的定量关系。
4.根据权利要求2所述一种测定pH值的方法，包括在激发波长为观4nm，发射波长为 325 nm处，预先测定丹磺酸荧光探针的荧光强度随溶液pH值变化的定量关系。
5.根据权利要求2所述一种测定pH值的方法，包括在激发波长为观4nm，发射波长为 336 nm处，预先测定丹磺酸荧光探针的荧光强度随溶液pH值变化的定量关系。
全文摘要
本发明公开了丹磺酸作为pH荧光探针的应用。本发明还公开了一种基于丹磺酸荧光探针的pH测定方法。丹磺酸水溶性好，能很容易地配制成水溶液，并能在水溶液中方便地检测氢离子浓度，是一种灵敏的pH荧光探针。丹磺酸在pH值从7.0到2.0的范围内都具有荧光响应，且常见的金属离子对丹磺酸的荧光发射强度几乎没有影响，其作为pH荧光探针应用范围广、准确性高、适于推广应用。
文档编号G01N21/64GK102507519SQ201110329599
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月26日 优先权日2011年10月26日
发明者严玉华, 刘佳伦, 曹伟光, 马立军 申请人:华南师范大学