一种荧光化合物、其在测量溶液pH值中的应用及pH检测装置

文档序号:34592484发布日期:2023-06-28 18:18阅读:103来源:国知局
技术简介:
本发明针对现有pH检测方法存在接触式测量、耗液量大及荧光探针检测范围有限的问题,提出一种新型荧光化合物,其通过荧光强度变化实现溶液pH值的微量化检测,检测范围扩展至3.0-10.0,灵敏度高。该化合物结合特定计算公式与荧光光谱仪装置,可精准量化分析pH值,适用于微量溶液检测,尤其适用于碱性环境。
关键词:荧光探针,pH检测

本发明涉及荧光化合物领域,具体涉及一种ph敏感的荧光化合物及其在测量溶液ph值的应用和ph检测装置。


背景技术:

1、ph值是反应溶液酸碱度的一个重要的指标,这一指标被广泛应用于人们的生产和生活。在工业生产中,无论是在水处理工艺过程,还是在电厂的工艺装置里面都有很多应用。此外,医药药品ph值、土壤ph值、食品ph值的测定在医药、农业和食品检测领域具有重要价值。因此,快速,精准检测溶液的ph值意义重大。目前,检测溶液ph值的方法主要是ph计,这种方法需要电极直接与溶液接触,需要的溶液量比较大。因此,需要可以无接触就可以检测微量溶液ph值的方法。

2、荧光分析法作为一种重要的微量分析技术,具有选择性强、响应时间短、灵敏度高、操作简单等优点,利用荧光化合物测定溶液ph值是一种微量分析溶液ph值的途径。目前ph值响应的荧光化合物主要是通过荧光强度的变化,定性研究ph值相对强弱,检测范围一般在2.0-7.0之间。能检测碱性环境ph值,并量化ph值的探针较少。因此,需要一种ph值检测范围比较大的荧光探针。


技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的不足,从而提供一种利用ph响应机制测量溶液的ph值的化合物,还提供所述化合物在测量溶液ph的应用,及基于该应用的ph检测装置。

2、为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案为:

3、一种荧光化合物,它的化学结构式为

4、

5、一种所述化合物在测量溶液ph的应用,将所述荧光化合物加入到待测溶液中,检测待测溶液的荧光强度if,然后按照方程log[(6242-if)/(if-773.6)]=ph-5.45来计算溶液的ph。该化合物具有ph响应机制,可通过检测该化合物的溶液荧光强度值计算溶液的ph,实现溶液ph检测的微量化分析。对于强氧化性溶液,如浓硫酸、高锰酸钾等可与所述化合物反应,氧化破坏化合物结构,因此,本发明的荧光化合物不适用检测强氧化性溶液的ph值。

6、作为技术方案的进一步改进,所述溶液的ph范围是3.0-10.0,在该范围内检测溶液ph偏差更小。

7、作为技术方案的进一步改进,所述化合物具有高灵敏度,检测溶液ph时,所述化合物在溶液中的浓度为5-15μm。

8、作为技术方案的进一步改进,所述化合物在溶液中的浓度为10μm。

9、本发明还提供一种基于上述应用的ph检测装置,包括控制器、辐射光源、原子化器、检测器、显示器和记录仪,所述控制器包括有存储器和处理器,其特征在于,所述存储器包括有计算程序,所述计算程序被处理器执行时能够实现以下步骤:将溶液的荧光强度if带入方程log[(6242-if)/(if-773.6)]=ph-5.45中计算得到溶液的ph值。控制器、辐射光源、原子化器、检测器、显示器和记录仪为现有荧光光谱仪的构成,具体实施时,可在已有荧光光谱仪的存储器中加入该计算程序,原有的荧光光谱仪通过计算程序的增加,在待测溶液中添加荧光化合物,基于荧光化合物的ph响应机制来测定溶液的ph。

10、本发明还提供一种基于上述应用的ph检测装置,包括荧光光谱仪和与所述荧光光谱仪电连接的外设控制器,所述外设控制器包括存储器和处理器,所述荧光光谱仪用于测定溶液的荧光强度if并将荧光强度if传递给所述外设控制器;所述存储器包括有计算程序,所述计算程序被所述处理器执行时能够实现以下步骤:将溶液的荧光强度if带入方程log[(6242-if)/(if-773.6)]=ph-5.45中计算得到溶液的ph值。本技术方案是在原有荧光光谱仪的基础上增加一个控制器,在待测溶液中添加荧光化合物,然后基于荧光化合物的ph响应机制来测定溶液的ph。

11、一种所述荧光化合物el的制备方法,其反应路线为反应物1的取代基x为卤素。

12、作为技术方案的进一步改进,为了提高反应的易得性,反应物1中x为溴。

13、作为技术方案的进一步改进,为了平衡成本和转化率,反应时4-(2-乙氨基)吗啉与反应物1的物质的量之比为1:(2-4),温度为85-95℃。

14、本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步,具体的说,本发明的荧光化合物通过ph响应机制,可通过检测该化合物的溶液荧光强度值计算溶液的ph,实现溶液ph检测的微量化分析。进一步说,测定溶液ph时,化合物在溶液中浓度小,具有高灵敏度。再一步说,本发明的荧光化合物基于ph响应机制可检测的ph值范围广。本发明的荧光化合物具有可定量测试分析溶液ph值、测定ph值范围广和灵敏度高的优点。



技术特征:

1.一种荧光化合物,其特征在于,它的化学结构式为

2.一种根据权利要求1所述化合物在测量溶液ph中的应用,其特征在于,将所述荧光化合物加入到溶液中,检测溶液的荧光强度if,然后按照方程log[(6242-if)/(if-773.6)]=ph-5.45来计算溶液的ph。

3.根据权利要求2所述的应用,其特征在于,所述化合物可检测溶液的ph值的范围是3.0~9.0。

4.根据权利要求2所述的应用,其特征在于,所述化合物在溶液中的浓度为5-15μm。

5.根据权利要求2或4所述的应用,其特征在于,所述化合物在溶液中的浓度为10μm。

6.一种根据权利要求2-5任一项所述应用的ph测试装置,它为荧光检测仪,所述荧光检测仪包括有存储器和处理器,其特征在于,所述存储器包括有计算程序,所述计算程序被处理器执行时能够实现以下步骤:将溶液的荧光强度if带入方程log[(6242-if)/(if-773.6)]=ph-5.45中计算得到溶液的ph。

7.一种根据权利要求2-5任一项所述应用的ph测试装置,包括荧光光谱仪和与所述荧光光谱仪电连接的外设控制器,所述外设控制器包括存储器和处理器,其特征在于,所述荧光光谱仪用于测定溶液的荧光强度if并将荧光强度if传递给所述外设控制器;所述存储器包括有计算程序,所述计算程序被所述处理器执行时能够实现以下步骤:将溶液的荧光强度if带入方程ph=log[(6242-if)/(if-773.6)]+5.45中计算得到溶液的ph。

8.一种根据权利要求1所述化合物的制备方法,其反应路线为反应物1中x为卤素。

9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,反应物1中x为溴。

10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,反应时4-(2-乙氨基)吗啉与反应物1的物质的量之比为1:(2-4),温度为85-95℃。


技术总结
本发明提供一种荧光化合物、其在测量溶液pH值中的应用及pH检测装置,荧光化合物的化学结构式为该化合物具有pH响应机制,可通过检测该化合物的溶液荧光强度值计算溶液的pH,实现溶液pH检测的微量化分析,具有微量化、检测pH范围广和灵敏度高的优点。

技术研发人员:魏蒙蒙,何玮,王子星,杨锐,朱涛,赵宇昂,徐敬阳,陈正洋,邓豪,罗江龙,张惠国,刘玉申,钱斌,韩志达,况亚伟
受保护的技术使用者:常熟理工学院
技术研发日:
技术公布日:2024/1/13
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