专利名称：用于检测水中汞离子及银离子的分子探针及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种分子探针，尤其是涉及一种用于检测水中汞离子及银离子的分子探针及其制备方法。
背景技术：
汞是一种具有严重生理毒性的化学物质，由于其具有持久性、易迁移性和高度的生物富集性，使其成为目前全球最引人关注的环境污染物之一。2003年2月3日，联合国环境规划署(UNEP)在内罗毕发表了“全球汞状况评估”的报告。该报告指出，自工业革命以来，汞在全球大气、水和土壤中的含量已增加了 3倍左右，工业区附近汞的含量更高。汞基于其独特的化学物理性能被广泛应用于各种工业生产流程中，如电子工业、采矿业、农药、 机械、纸业等，它们大都最终转化成为汞阳离子而被排放到自然界，故环境汞污染的来源主要是从工业生产中排出的含汞废水。环境中的无机汞离子可在一定条件下由生物体转化为剧毒的甲基汞。无机汞主要影响肾脏，而甲基汞进入人体后主要侵害神经系统，尤其是中枢神经系统。两者均可通过食物链在生物组织里高度富积，从而对人和自然界造成巨大的危害。同时，银离子做为杀菌材料的一种有效成份在现代生活中得到广泛的应用，然而摄取的银离子具有生物累计效应并体现出生理毒性，主要的毒理作用体现在使各种酶的巯基失活，以及易于与各种生理代谢产物上的氨基、咪唑基以及羧基结合。因此，如何有效地检测汞离子及银离子对于生物化学、环境科学以及医学等都有着重大的意义。目前，对汞离子及银离子的检测方法主要有原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱(ICP-MQ法及基于离子选择性电极的电位分析法。这些方法普遍存在检测不够快速、 检测价格昂贵、操作复杂、干扰大等问题，不仅需要繁琐的操作(如化学转化、掩蔽、分离、 萃取等消除干扰的预处理过程)，而且也需要相对复杂的仪器及熟练的技术人员才能得到可靠的分析结果，这显然不符合现代环境监测所要求的快速现场评价的要求。同时，为了有效地减少重金属离子的污染，简便、灵敏、迅速地检测工业、生活废水中的汞离子或银离子也成了环境保护及控制、减少污染物排放的重要手段之一。因此，在很多重要的应用场合， 人们迫切需要一种能够快速、准确、低成本并能选择性地分析检测汞离子或银离子的方法。 基于此，现代分析化学已发展出一类新颖的检测试剂，即所谓的化学传感器(Chemosensor) (参见文献:de Silva Α. P, Gunaratne H. Q. N, Gunnlaugsson Τ. , Huxley Α. J. Μ. , McCoy C. P. , Rademacher J. Τ. , Rice Τ. Ε. Chem. Rev. 1997,97 :1515-1566.文献Prodi L. New. J. Chem. ,2005,29 :20-31.)能够较好地满足以上几个要求。化学传感器指的是具有分子尺寸的、在与被分析物相互作用时能够给出实时信号的一种分子器件。化学传感器具有携带方便、费用低、不需要样品预处理、不受外界电磁场的影响、可现场显示或可远距离传输信号等优点，因此受到人们的青睐。近几年来，设计和使用化学传感器来检测重金属离子逐渐成为一个新兴的研究热点。化学传感器自身对待测物种具有高度特异性的响应，也即具有高度的选择性，因而在测定时可免除繁琐的样品预处理(如分离、掩蔽、萃取)过程；而其中的一种，即光学化学传感器(luminescent chemosensor)进而能把这种响应转化为直观的光学信号变化如颜色的转变、吸光度或荧光信号的增强等，这不仅可减少复杂仪器的使用及对相关检测人员的技术熟练程度的依赖，而且显著简化了检测程序及降低了检测成本。
基于对汞离子在现代工业广泛应用的重视，近几年以来，人们着眼于不同的化学传感机制，合成了多种汞离子的光学化学传感器。然而，这些实例当中，具备能够有效消除测定结果假阳性的光学信号增强特性、因而具有实际使用价值的检测试剂仍属少数(参见文献Nolan Ε. M. ；Lippard S. J. J. Am. Chem. Soc. 2003，125 14270-14271.文献 Guo X.； Qian X. ;JiaL. J. Am. Chem. Soc.，2004，126，2272—2273.文献 Yang Y. K. ；Yook K. J. ；Tae J. J. J. Am. Chem. Soc.，2005，127，16760-16761.)。而相应的银离子的光学化学传感器更为罕见(参见文献:Yang, R. H. ；Chan, W. H. ；Lee, Α. W. Μ. ；Xia, P. F. ；Zhang, H. K. ；Li, K. A. J. Am. Chem. Soc. 2003，125，2884—2885 ；文献 Chatterjee A, Santra Μ. ；Won N. Μ. ；Kim S. ；Kim J. K. ；Kim S. B. ；Ahn K. H. J. Am. Chem. Soc. 2009，131，2040—2041·)。本发明的目的在于针对已有的基于各种化学传感机制所合成的多种光学化学传感器存在只能单独传感汞离子或银离子的单功能特性等不足，提供一种仅改变测定的酸度条件，即能以高选择性方式分别进行定性、半定量及定量检测的用于检测水中汞离子及银离子的分子探针及其制备方法。所述用于检测水中汞离子及银离子的分子探针记为分子探针L其分子结构式如下所述用于检测水中汞离子及银离子的分子探针的物理化学特性如下核磁氢谱1H NMR (CDCl3, 500MHz) δ 1. 164 (t，J = 7. OHz, 12H, NCH2CH2), 3. 336 (q, J = 7. OHz, 8H, NCEiCH3) ,6. 312 (d, J = 8. 5Hz,2H, xanthene H)，6. 362 (s, 2H, xanthene H)，6. 722 (d, J =8. 5Hz，2H，xanthene H)，7. 164 (d，J = 7. 5Hz，lH，ArH), 7. 461 (t, J = 7. 5Hz，lH，ArH), 7. 549 (t，J = 7. 5Hz, 1H, ArH), 8. 110 (d，J = 8. OHz, 1H, ArH)核磁碳谱13C NMR (CDCl3, 300MHz) δ 12. 574，29. 669，44. 353，68. 802，97. 614，106. 829， 108. 232，123. 735，126. 807，128. 376，129. 654，133. 618，142. 383，148.600，152.267， 156.644质谱ESI mass spectrometry, m/z :475. 5(M+1) +所述用于检测水中汞离子及银离子的分子探针的合成路线为
权利要求
1.用于检测水中汞离子及银离子的分子探针，其特征在于记为分子探针1，其分子结构式如下
2.如权利要求1所述的用于检测水中汞离子及银离子的分子探针的制备方法，其特征在于其步骤如下在容器中按质量比加入1份罗丹明B内酯染料，以20 60份重蒸苯溶解；再加入1. 3 份劳森试剂，反应物在氮气氛下加热回流反应后，冷却至室温，旋转蒸发抽干有机溶剂，以柱色谱分离，得到双硫代罗丹明B内酯，得用于检测水中汞离子及银离子的分子探针，即分子探针1。
3.如权利要求2所述的用于检测水中汞离子及银离子的分子探针的制备方法，其特征在于所述加热回流反应的温度为70 90°C，加热回流反应的时间为2 他。
4.如权利要求3所述的用于检测水中汞离子及银离子的分子探针的制备方法，其特征在于所述加热回流反应的温度为80°C，加热回流反应的时间为4h。
5.如权利要求2所述的用于检测水中汞离子及银离子的分子探针的制备方法，其特征在于所述柱色谱采用二氯甲烷/石油醚=1/5。
全文摘要
用于检测水中汞离子及银离子的分子探针及其制备方法，涉及一种分子探针。提供一种仅改变测定的酸度条件，即能以高选择性方式分别进行定性、半定量及定量检测的用于检测水中汞离子及银离子的分子探针及其制备方法。在容器中按质量比加入1份罗丹明B内酯染料，以20～60份重蒸苯溶解；再加入1.3份劳森试剂，反应物在氮气氛下加热回流反应后，冷却至室温，旋转蒸发抽干有机溶剂，以柱色谱分离，得到双硫代罗丹明B内酯，得用于检测水中汞离子及银离子的分子探针。
文档编号G01N21/31GK102516978SQ20111036745
公开日2012年6月27日 申请日期2011年11月18日 优先权日2011年11月18日
发明者蔡鑫, 郑洪 , 钱振华 申请人:厦门大学