[发明专利]一种钴离子的高灵敏、高选择荧光猝灭光谱分析法

说明书

技术领域

本发明一种钴离子的高灵敏、高选择荧光猝灭光谱分析法，属分析化学领域。

背景技术：在分子识别领域中，具有分子器件性质的荧光探针通过与目标物质选择性键合，使结合前后的荧光增强或猝灭、荧光偏振、波长及峰形、荧光寿命等参数变化，将微观领域的作用通过光信息表现出来，从而实现在分子水平上的原位实时检测，达到对金属离子、有机分子、生物分子等的有效识别。利用探针分子与非荧光或弱荧光物质以共价或其他形式结合形成发荧光的配合物、超分子或聚集体进行测定，即所谓“荧光探针”技术。由于荧光分析的高灵敏和高选择性，实时原位检测，设备简单，并能提供丰富的光谱信息，在分析化学、生物化学、环境科学、医药学等领域中各种离子检测、DNA及蛋白质分子标记、细胞成像、免疫分析等方面发挥着重要作用。

有机荧光探针以荧光素、罗丹明、吖啶、香豆素类为主要代表，具有荧光量子产率高，激发波长长，适用范围宽。其中，能检测Hg²⁺，Cu²⁺，Pb²⁺，Cr³⁺，Fe³⁺等离子的荧光增强或猝灭型罗丹明类探针已有大量报道。芳香族化合物常被用作有机荧光探针的荧光信号发生基团。以萘、蒽、芘、喹啉、菁类、吡咯甲川类等为主要代表的稠环芳烃具有强而稳定的荧光，斯托克斯位移大，在荧光探针领域，作为模型荧光团，所构建的荧光探针是一类性能优良的传感器。例如，以萘为荧光基团的杯芳烃、三角架等结构的荧光探针，表现出对Zn²⁺、Hg²⁺、Cu²⁺等离子的识别、喹唑啉作为Co²⁺离子荧光猝灭型探针的研究也有报道。

钴是人体必需的微量元素，作为过渡金属离子作用在新陈代谢和血色素的合成，主要以维生素B₁₂及B₁₂辅酶形式发挥其生物学作用和生理功能。临床医学中有用钴对人体进行治疗，食品中引入过多的钴，可能导致诸多生理疾病。当空气中钴浓度超标时，易引起肺纤维化等。因此痕量钴的检测应用在包括医学、环境监测及食品安全等领域。

对微量金属离子在生物体系、生理过程、环境及食品安全等领域的高灵敏、高选择性检测和识别研究具有广泛的应用领域。发现有别于传统的有机荧光染料分子，使其测试成本低廉、样品处理简单、测定方法快捷，并能同时分别检测多种金属离子、性能优越的荧光探针具有研究价值。痕量钴检测方法有原子吸收光谱法、原子发射光谱法、电感耦合等离子体、质谱法、紫外-可见分光光度法、荧光法等方法。荧光光谱法由于操作简单，不需要昂贵的仪器设备，更具有应用价值。但是由于大部分的显色剂水溶性差，需要经过萃取、分离等复杂的预处理才能用于检测，关键的是检测的灵敏度和选择性不能满足越来越高的需求。荧光信号在灵敏度上具有无可比拟的优越性，目前使用荧光方法检测钴离子含量的相关报道还很少，大多数对钴离子响应的荧光基团需要在氧化剂的存在下或碱性条件下才能作用，或者一些荧光探针选择性差，背景干扰严重。只需一种荧光试剂就能完成同时检测微量钴和锌离子的探针目前未见报道。因此，寻找新的对Co²⁺有足够高的选择性和灵敏度的荧光探针极具挑战性和应用价值。本发明的发明人在研究过程中发现化合物二[(1-羟基，2-萘基)-次甲基]腙，在DMF/H₂O (V/V，2/3) 的混合溶剂中，在荧光分光光度计上，以458nm为激发波长，537nm为荧光发射波长，在有Co²⁺存在时，会使探针化合物的荧光降低，在Co²⁺一定浓度范围内，荧光强度的减弱与Co²⁺浓度成正比，常见的共存金属离子不干扰测定，具有高灵敏度和高选择性，为本发明一种钴离子的高灵敏、高选择荧光发射光谱分析法奠定了基础。

发明内容：本发明的目的在于使用荧光分光光度方法，定量检测样品钴离子含量，创建一种新的对Co²⁺浓度有足够高的选择性和灵敏度的荧光猝灭光谱定量分析方法。

本发明一种钴离子的高灵敏、高选择荧光猝灭光谱分析方法，其特征是以化合物二[(1-羟基，2-萘基)-次甲基]腙为探针，采用荧光猝灭分析法定量测定钴离子的浓度，化合物二[(1-羟基，2-萘基)-次甲基]腙的化学结构式为