[发明专利]一种汞离子光学探针及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种汞离子光学探针及其制备方法与应用，该汞离子光学探针的结构式为：；其制备方法包括采用罗丹明B制备得到罗丹明B酰氯，将罗丹明B酰氯与N,N‑二甲基硫脲在含三乙胺的溶剂中反应，经减压蒸馏除去溶剂、萃取、旋蒸、柱层析分离得到该汞离子光学探针。本发明以罗丹明B为荧光基团，N,N‑二甲基硫脲为识别基团合成了该汞离子光学探针，其对汞离子选择性强，灵敏度高，且对其它金属离子抗干扰能力强，可作为汞离子定性、定量检测的依据，应用于汞离子检测及原位在线定量分析，具有广泛应用前景。

技术领域

本发明涉及一种汞离子光学探针，具体地说是涉及一种汞离子光学探针及其制备方法与应用。

背景技术

汞在自然界中主要以汞单质（Hg）、汞离子（Hg²⁺）及甲基汞（MeHg⁺）等形式存在。液态的汞单质毒性很低，因为它无法通过皮肤接触或胃肠道被人体吸收。气态汞单质毒性很大，因其容易通过肺泡膜进入人体，并在红细胞及肝脏细胞中被过氧化氢酶氧化成剧毒的Hg²⁺。大气中的汞单质可以被空气中的臭氧、羟基自由基等氧化为Hg²⁺，然后随降雨进入地面及土壤，最终在各类水体中积累。部分水体中的Hg²⁺被水生微生物吸收后转化为对人体毒性更大的MeHg⁺，最后被人类吸收，导致心脏病和高血压等心血管疾病，并可影响人类的肝、甲状腺和皮肤等功能，甚至导致严重的中枢神经系统和内分泌系统的损害，从而威胁人类健康，如日本的“水俣病”就是由甲基汞中毒引起的。因此，我国要求饮用水和农田灌溉水中的汞含量不得超过0.001 mg/L，渔业用水中的汞含量不得超过0.005 mg/L。然而，由于近些年环境污染加重，水体污染较为严重，有可能导致水体中汞含量超标，因此，迫切需要建立一种高效简便、快捷灵敏地检测和识别环境及生物体中微量汞的方法。

目前常用的检测汞离子的方法包括原子吸收/发射光谱法、电感耦合等离子质谱法、电化学方法及化学发光法等，但这些方法在实际使用中仍存在诸多弊端，如仪器昂贵、操作复杂、不能实现即时原位检测等。近年来，分子光学探针由于具有高效快捷、灵敏度高及可实现原位可视化检测等优点，其研究与应用日益受到关注。尽管如此，许多已报道的汞离子光学探针仍存在合成步骤复杂、选择性差、测试条件苛刻等问题。因此，开发一种制备方法简单、选择性好、灵敏度高、方便实用的新型汞离子光学探针，对生物化学、环境科学及医学等领域具有重要意义。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种汞离子光学探针，以解决现有汞离子光学探针选择性差、灵敏度低、测试条件苛刻等问题。

本发明的目的之二是提供一种汞离子光学探针的制备方法，以解决现有汞离子光学探针制备步骤复杂的问题。

本发明的目的之三是提供一种汞离子光学探针在汞离子检测及定量分析方面的应用，以实现高选择性、高灵敏度地检测汞离子并定量测定汞离子含量。

本发明的目的之一是这样实现的：

一种汞离子光学探针，其结构式为：

。

本发明的目的之二是这样实现的：

一种上述汞离子光学探针的制备方法，包括采用罗丹明B制备得到罗丹明B酰氯，将罗丹明B酰氯与N,N-二甲基硫脲在含三乙胺的溶剂中反应，经减压蒸馏除去溶剂、萃取、旋蒸、柱层析分离得到该汞离子光学探针。

罗丹明B与N,N-二甲基硫脲的摩尔比为1∶1~1.5。

所述溶剂为四氢呋喃、乙腈中的一种或其混合物。

三乙胺的体积为1.2~2.0 mL，所用溶剂的体积为10~12 mL。