[发明专利]一种含铱配合物磷光材料及制备和在铍离子检测中的应用

说明书

本发明公开了一种含铱配合物磷光材料及制备和在铍离子检测中的应用，属于光电磷光材料技术领域，解决了现有技术中用于检测铍离子的荧光探针抗干扰能力较弱的问题。本发明中含铱配合物磷光材料，将9‑冠‑3与3,4‑二羟基苯甲醛反应制得9‑冠‑3的衍生物4‑(醛基)苯并‑9‑冠醚‑3，随后在9‑冠‑3衍生物的基础上合成铱的二氯桥化合物，再将铱的二氯桥化合物与相应的辅助配体相互作用，从而制得基于铱配合物磷光化学传感器。本发明中含铱配合物磷光材料包括两种结构通式，可分别应用于离子型溶液与中性溶液中的铍离子检测；相比于传统荧光传感器，此类基于铱配合物磷光化学传感器有较大的stokes位移和较长的发射寿命；同时该基于铱配合物磷光化学传感器对多种金属阳离子的抗干扰能力强。

技术领域

本发明属于光电磷光材料技术领域，具体地说，涉及一种含铱配合物磷光材料及制备和在铍离子检测中的应用。

背景技术

铍是一种灰白色的碱土金属，作为一种新兴材料日益被重视，铍是原子能、火箭、导弹、航空、宇宙航行以及冶金工业中不可缺少的宝贵材料。但是铍及其化合物都有剧毒。因此，环境、食品及生物样品中铍离子的检测引起人们的广泛关注，目前检测铍离子含量的常用方法有分光光度法、荧光光度法、原子吸收法原子发射法和电化学法等。但大多数方法都需要繁琐的前处理过程，有些则需要贵重的仪器且灵敏度也不高。荧光光度法的灵敏度比分光光度法的要高很多，这种测量方式主要依靠铍离子与探针的结合，是探针的结构发生改变，从而使探针表现荧光增强或淬灭。例如用铍试剂II实现了Be²⁺的比率计型荧光探针，其线性响应范围为1.0×10^-7mol L^-1-1.9×10^-6mol L^-1，检测限达到了4.2×10^-9mol L^-1(Analytica Chimica Acta，2012，728，77-85；https://doi.org/10.1016/j.aca.2012.04.001)。用基于9-冠-3的有机荧光分子实现了Be²⁺的荧光开启型探针，其线性响应范围为1.6×10^-8mol L^-1-1.6×10^-7mol L^-1，检测限达到了1.5×10^-9mol L^-1(Spectrochimica Acta Part A，2011，83，161-164；https://doi.org/10.1016/j.saa.2011.08.008)。用有机染料制备的双层纳米片实现了Be²⁺的可逆荧光探针，其线性响应范围为0.1μM-1.2μM，检测限达到了3nM(Sensors and Actuators B，2016，223，671-678；https://doi.org/10.1016/j.snb.2015.09.149)。但是由于铍的原子半径和离子半径特别小，电负性又相对较高，适合铍离子检测的荧光探针和方法非常有限。因此寻找具有成本低、响应快、检测方便、能应用于自然环境、食品及生物体系的新型铍离子荧光探针仍然是一个挑战。

近年来，以磷光重金属配合物为化学传感器引起了人们的很大兴趣，这是因为磷光重金属配合物具有以下特点：具有较高的光热稳定性；发射波长不随所处环境的变化而变化；与有机荧光材料相比，磷光重金属配合物具有较大的stokes位移和长的发射寿命，长的发射寿命有利于使用时间分辨技术使磷光信号与背景的荧光信号相区分。

铱的环金属化配体的化学结构决定了配合物的光物理和电化学性质，铱配合物由于其三线态寿命短，有较好的磷光性能，成为研究最多的金属配合物之一，如果配体含有某种金属离子的接受器，则该金属离子的存在会显著改变配合物的光物理和电化学性质，从而实现对金属离子的检测。