基于双8-羟基喹啉半花菁铜离子复合物的S2-置换型荧光探针的制备及应用研究
吕荫妮,李宏达*
(中国刑事警察学院法化学系,辽宁沈阳 110035)
摘要
设计合成了基于双8-羟基喹啉半花菁染料铜离子复合物识别硫离子的荧光探针,并通过质谱对其进行了结构表征。通过紫外-可见光谱和荧光光谱研究了探针对硫化物的传感性能,结果表明,荧光探针对硫离子具有非常高的选择性和抗干扰能力,不受其他分析物的干扰,荧光滴定光谱中随着加入不同浓度的硫离子,谱图呈现均匀的变化,探针溶液的荧光强度变化与S2-(0~5 µmol/L)的浓度呈现良好的线性关系(R2= 0.9984),其检测限低至0.12μmol/L,反应动力学显示探针识别硫离子仅仅需要30s,其准一级动力学常数k为(1.13±0.12)s−1,可以实现快速检测的目的,差谱图像呈现明显的颜色变化,可以实现可视化半定量分析环境样品中硫离子的含量。
引言 S2-以硫化物的形式广泛存在于自然界中[1],我国的污水处理和排放国家标准规定,污水中的硫化物浓度不得超过1mg/L,而污水中硫化物的检测实际上就是检测S2-;而纯品Na2S一般用于工业上生产硫化染料或者医药上作为解热药的添加剂,而在食品工业中很多不法厂家常将Na2S用于味精生产的脱色剂,如果人体误服Na2S,则Na2S进入胃肠道后会分解产生H2S气体,对人体有极大毒害作用[2],因此设计一种快速检测污水中S2-的方法具有很大的必要性。 当前刑事科学毒物毒品分析领域中关于中毒检材的S2-检测还停留在传统的醋酸铅试纸法[3],而环境样品以及食品中的S2-检测则主要采用离子色谱法和紫外分光光度法,相比之下荧光探针法具有检测速度快、操作简便、选择性好、检测限低等优点[4-7]。当前国际上已经开发出了基于多种发光机理的S2-荧光探针,各类荧光探针分别在相应分析物的检测中得到了应用[8-17]。然而面对刑事案件中食品检材、环境样品以及其他杂质的干扰,设计并合成出一种新型的抗干扰性强,快速灵敏的S2-荧光探针显得既迫切又意义重大。本文设计并合成了双8-羟基喹啉半花菁铜离子复合物,探讨了该探针在复杂样品中超标S2-的快速检测以及环境样品污水中S2-的超标快速检测,达到能够裸眼识别的效果。 结论 本文以8-羟基喹啉半花菁染料为原料,制备了一个含有铜离子复合物的荧光探针1,利用置换的方式可以可视化识别环境样品中的硫离子。荧光探针1对S2-具有非常高的选择性和抗干扰能力,不受其他分析物的干扰;加入不同浓度的硫离子时,探针溶液的光谱图呈现均匀的变化,并且探针溶液的荧光强度随着硫离子浓度的增加呈现很好的线性关系,其检测限低至0.12 μmol/L;探针识别硫离子仅仅需要30 s,其准一级动力学常数k为(1.13±0.12)s−1,可以实现快速检测的目的。另外,在可见光下,探针识别硫离子的溶液颜色发生明显的变化,利用差谱图像处理技术可以进行裸眼识别。我们还将该探针成功的应用于实际的河水样品中测定硫离子的含量,结果可靠,具有很高的适用性和实用性,并不受到其他环境相关竞争分析物的干扰。探针1有希望应用于硫离子存在的重大事故现场和预警监测中进行快速检验分析。 目录 1 实验部分 1.1 主要仪器与试剂 1.2 荧光探针1的合成 1.3 通用的光谱测试方法 1.4 检测限(LOD) 2 结果与讨论 2.1 荧光探针1对S2-的作用关系研究 2.2 探针1识别硫离子的选择性和抗干扰性研究 2.3 荧光探针1-Cu2+与S2-化学计量比 2.4 探针1对S2-的反应动力学 2.5 可视化识别硫离子分析2.6 环境样品中S2-的定量检测
3 小结
引用本文:吕荫妮, 李宏达. 基于双8-羟基喹啉半花菁铜离子复合物的S2-置换型荧光探针的制备及应用研究[J]. 化学试剂, 2020, 42(5):563-567.
