[发明专利]基于罗丹明B的汞离子荧光探针及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种基于罗丹明B的汞离子荧光探针及其制备方法与应用，该基于罗丹明B的汞离子荧光探针的结构式为：；其制备方法包括采用罗丹明B制备得到罗丹明B酰氯，将所得的罗丹明B酰氯与N,N‑二甲基硒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、柱层析分离得到基于罗丹明B的汞离子荧光探针。本发明以罗丹明B为荧光基团，N,N‑二甲基硒脲为识别基团合成了基于罗丹明B的汞离子荧光探针，其对汞离子选择性强，灵敏度高，且对其它金属离子的抗干扰能力强，可作为Hg²⁺定性、定量检测的依据，广泛用于汞离子的检测及原位在线定量分析。

技术领域

本发明涉及一种汞离子荧光探针，具体地说是涉及一种基于罗丹明B的汞离子荧光探针及其制备方法与应用。

背景技术

在自然界中存在众多过渡金属离子和重金属离子，其中一些过渡金属离子（如Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺等）在生物体中起到非常重要的作用，然而，也有一些重金属离子（如Hg²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺等）在低浓度时就有极强的毒性，可导致生物体致命。汞是其中典型的有毒过渡金属离子，广泛分布于水、空气和土壤中，汞的产生主要来源于自然及人为活动，包括火山喷发、生活垃圾的焚烧和采矿，特别是节能荧光灯的使用等。

根据美国环境保护局（EPA）的规定，人类日常引用水中汞离子的最大浓度不得超过10 nmol/L。人类主要通过自然界的水接触汞污染，即使浓度非常低的汞也可能给人的身体带来严重危害。汞单质或汞离子均可通过环境中的细菌转换成甲基汞而进入到食物链，最后进入到动物和人体内，导致心脏病和高血压等心血管疾病，并影响人类的肝、甲状腺和皮肤的功能，甚至损害中枢神经系统和内分泌系统。因此，迫切需要建立一种高效简便、快捷灵敏的检测手段，以对汞离子进行识别和定量检测。

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，分子荧光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荧光探针仍存在水溶性差、合成步骤复杂、选择性差、测试条件苛刻等问题。

罗丹明B荧光染料是一种性能优异的荧光物质，具有光稳定性好，荧光量子产率高，对酸碱的灵敏度低，激发波长和发射波长均在可见光区域内，摩尔消光系数高，背景干扰小等优异的光物理性能和光化学性能，因此，设计合成结构稳定、选择性好、灵敏度高、能够用于水相体系中的可检测汞离子的罗丹明B类荧光探针具有非常重要的意义和研究价值。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种基于罗丹明B的汞离子荧光探针，以解决现有汞离子荧光探针水溶性和选择性差、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基于罗丹明B的汞离子荧光探针的制备方法，以解决现有汞离子荧光探针制备步骤复杂的问题。

本发明的目的之三是提供一种基于罗丹明B的汞离子荧光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：

一种基于罗丹明B的汞离子荧光探针，其结构式为：

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本发明的目的之二是这样实现的：